[发明专利]等离子体增强HER催化剂的制备及性能测试

说明书

本发明公开了一种等离子体增强HER高效催化剂的制备及性能测试，包括以下步骤：第一步、Fe₃O₄微球合成；第二步、合成Fe₃O₄/Au/MOF基磷化纳米粒子。该等离子体增强HER高效催化剂的制备及性能测试，其有益效果是：通过制备出等离子体增强HER的高效HER催化剂，大大缓解了铂金属的供应需求，而且制作成本低，利于回收利用。

技术领域

本发明涉及新能源材料技术领域，具体为一种等离子体增强HER催化剂的制备及性能测试。

背景技术

在化学反应里能改变反应物化学反应速率(提高或降低)而不改变化学平衡，且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂(固体催化剂也叫触媒)。据统计，约有90％以上的工业过程中使用催化剂，如化工、石化、生化、环保等。

铂催化剂是一种以金属铂为主要活性组分制成的催化剂的总称。采用铂金属网、铂黑、或把铂载于氧化铝等载体上，也可含有金属铼等助催化剂组分。铂催化剂是析氢反应(HER)中常用的催化剂，因为使用铂催化剂制作成本较高，铂金属资源比较稀缺，回收利用比较困难，因此发明以一种制作成本低、利于回收的析氢反应(HER)催化剂变得十分重要。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种等离子体增强HER催化剂的制备及性能测试，解决了铂催化剂是析氢反应(HER)中常用的催化剂，使用铂催化剂制作成本较高，铂金属资源比较稀缺，回收利用比较困难的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种等离子体增强HER催化剂的制备及性能测试，包括以下步骤：

第一步、Fe₃O₄微球合成

S1：将Fe₃O₄·6H₂O(1.35g，5mmol)溶解在乙二醇(40ml)溶液中，形成均一溶液，再加入NaAc(3.6g)和聚乙二烯(1.0g)；

S2：将混合物搅拌30分钟，然后密封在一个以聚四氟乙烯为内衬的高压釜(50ml)中，加热到200℃并保持9小时，然后自然降温；

S3：将黑色产物用乙醇清洗三次然后烘干；

第二步、合成Fe₃O₄/Au/MOF基磷化纳米粒子

S1：将20mg的Fe₃O₄用HCl(5ml，1M)预处理并超声5分钟；

S2：利用磁铁吸附样品用超纯水进行清洗三次；

S3：将用品与20ml超纯水和半胱氨酸水溶液(10ml，10g/L)充分混合，用超声发生器超声1小时；

S4：将溶液中的样品用磁铁分离并用超纯水清洗三次并再次分离到20ml 超纯水中；

S5：将2ml的氯金酸(25mM)逐滴加入到上述溶液中，搅拌三小时；

S6：再加入5ml抗坏血酸(1wt％)，并搅拌三小时；

S7：用磁铁将产物分离，用超纯水和乙醇分别清洗三次，将样品分散到乙醇中；

S8：在70℃水浴条件下将样品浸入到4mlFeCl₃乙醇溶液(10mM)中静置 15分钟，随后用乙醇清洗三次；