[发明专利]Pd/TiO2

说明书

本发明公开了一种Pd/TiO₂析氢催化剂的制备和应用，包括以下步骤：1)把1mm厚的钛片裁成10mm*15mm大小，依次在丙酮（CH₃COCH₃）、乙醇（C₂H₆O）和水（H₂O）中各超声10min，并在空气中晾干；2）晾干后的钛片在抛光液中抛光30s后迅速用水清洗干净，清洗后在60℃烘箱中烘干10h，抛光液由硝酸（HNO₃）:氢氟酸（HF）:水（H₂O）=4:1:5（V:V:V）组成；3）在0.5wt%氟化铵（NH₄F）的乙二醇（C₂H₆O₂）+3vol%水的电解液中，50V电压条件下反应2h，反应完成后得到TiO₂纳米管，清洗烘干后在500℃下退火2h；4）在1mM氯化钯（PdCl₂）和0.1M氯化钠（NaCl）组成的电解液中，在20 mA/cm²的电流密度下沉积15min得到Pd/TiO₂；5）进行析氢电化学测试。本发明制得的Pd/TiO₂在析氢反应中的过电位比TiO₂纳米管的过电位（j=10mA/cm²时的电位）正移588mV。

技术领域

本发明涉及一种Pd/TiO₂析氢催化剂的制备与应用。

背景技术

随着全球工业化进程加快，化石燃料的持续消耗已导致储量逐渐减少，最终将导致枯竭，这促使人类寻找其他类型的丰富的新能源。氢能源具有能量高、来源广和无污染等优点，是化石燃料的理想替代品。电解水制氢是制取氢气的重要方法，但是它要求在低电位下具有大的电流密度的催化剂，而此类型的催化剂价格昂贵，如Pd，这就限制了电解水制氢的发展，这就要求人们去寻找催化活性高稳定并且廉价的催化剂或减少贵金属用量的催化剂。

TiO₂纳米管具有优异的光电、催化、气敏等性能引起了研究者广泛的广泛关注，并且在很多领域表现出巨大的应用潜力。Pd具有良好的析氢催化活性，但是其价值高、储存少等缺点限制了其商业应用，通过利用TiO₂纳米管为基底，在TiO₂纳米管上附着Pd，这样既能够减少Pd用量又能够提高Pd/TiO₂催化剂的析氢反应活性。

发明内容

基于上述问题，本发明提供了一种Pd/TiO₂析氢催化剂的制备与应用，制备的Pd/TiO₂析氢催化剂能够提升析氢反应的效率，并且具有无污染的优点。

本发明的Pd/TiO₂析氢催化剂的制备与应用，包括以下步骤：

1) 把1mm厚的钛片裁成10mm*15mm大小，依次在丙酮（CH₃COCH₃）、乙醇（C₂H₆O）和水（H₂O）中各超声10min，并在空气中晾干；

2）晾干后的钛片在抛光液中抛光30s后迅速用水清洗干净，清洗后在60℃烘箱中烘干10h，抛光液由硝酸（HNO₃）:氢氟酸（HF）:水（H₂O）=4:1:5（V:V:V）组成；

3）在0.5wt%氟化铵（NH₄F）的乙二醇（C₂H₆O₂）+3vol%水的电解液中，50V电压条件下反应2h，反应完成后得到TiO₂纳米管，清洗烘干后在500℃下退火2h；4）在1mM氯化钯（PdCl₂）和0.1M氯化钠（NaCl）组成的电解液中，在20 mA/cm²的电流密度下沉积15min得到Pd/TiO₂；