[发明专利]硫掺杂空心碳负载铑纳米颗粒的双功能电催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种硫掺杂空心碳负载铑纳米颗粒的双功能电催化剂，其特征在于，包括：空心球状结构以及负载在该空心球状结构内外表面上的铑纳米颗粒，所述空心球状结构为硫和碳复合而成。

2.根据权利要求1所述的双功能电催化剂，其特征在于，所述铑纳米颗粒的粒径为1～20纳米；

所述空心球状结构的壁厚为1～10纳米。

3.如权利要求1所述双功能电催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

先合成球状二氧化硅，再将所述球状二氧化硅进行第一次煅烧，刻蚀，得到所述空心球状结构，将所述空心球状结构与铑盐分散在极性溶剂中于60～160℃回流，蒸发所述极性溶剂，于保护气氛下进行第二次煅烧，得到双功能电催化剂。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，合成球状二氧化硅的方法为：在10～40℃下，将氨水、乙醇和去离子水混合，再滴加正硅酸四乙酯，在搅拌条件下加入聚醚F127至聚醚F127均匀分散，加入间苯二酚和第一甲醛，搅拌10～40min，加入第二甲醛和硫源，搅拌10～40h，于60～160℃反应10～40h，得到球状二氧化硅，其中，所述氨水的体积份数、乙醇的体积份数、去离子水的体积份数、正硅酸四乙酯的体积份数、聚醚F127的质量份数、间苯二酚的物质的量份数、第一甲醛的体积份数、硫源的物质的量份数和第二甲醛的体积份数的比为(0.5～5)：(20～100)：(10～50)：(0.5～5)：(0.1～1)：(0.5～5)：(0.5～5)：(1～10)：(0.1～2)；所述体积份数的单位为mL，所述质量份数的单位为g，所述物质的量份数的单位为mmol。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述硫源为硫脲、正丁硫醇、硫化锌、硫化钠、硫代乙酸锌、硫代硫酸钠、硫代乙酰胺、三聚硫氰酸和硫粉中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一次煅烧于保护气氛下进行，所述第一次煅烧为：先加热至300～600℃并于该300～600℃热解0.5～5h，再加热至700～1000℃并于该700～1000℃热解0.5～5h，所述第二次煅烧为于700～1000℃下热解0.5～5h，加热速率为1～10℃min^-1。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述刻蚀采用强酸或强碱，刻蚀的时间为10～40小时，刻蚀于室温下进行，所述强酸为氢氟酸，所述强碱为氢氧化锂、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷、氢氧化铯和氢氧化钙中的一种或几种的混合物。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，按质量份数计，所述空心球状结构与铑盐的比为(1～10):1；按质量份数计，所述铑盐与极性溶剂的比为(0.0001～0.001):1；所述极性溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、水、乙醇、甲醇、二氯甲烷和三氯甲烷中的一种或几种的混合物，所述铑盐为三乙酰丙酮铑、氯化铑、氯铑酸铵、硝酸铑、磷酸铑和醋酸铑二聚体中的一种或几种的混合物。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述保护气氛为氮气、氦气、氖气、氩气、氪气和氙气中的一种或几种的混合物，所述回流的时间为1～10小时，所述蒸发的温度为60～160℃，所述室温为20～25℃。

10.如权利要求1所述双功能电催化剂在水合肼氧化辅助产氢中的应用。