[发明专利]一种Pt/Ni3有效

专利信息
申请号: 202111023292.7 申请日: 2021-09-02
公开(公告)号: CN113652708B 公开(公告)日: 2023-04-07
发明(设计)人: 杨秀林;杨玉婷;刘奕 申请(专利权)人: 广西师范大学
主分类号: C25B11/054 分类号: C25B11/054;C25B11/069;C25B11/081;C25B1/04
代理公司: 桂林文必达专利代理事务所(特殊普通合伙) 45134 代理人: 白洪
地址: 541004 广西壮*** 国省代码: 广西;45
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摘要:
搜索关键词: 一种 pt ni base sub
【说明书】:

发明涉及碱性交换膜燃料电池以及电催化水分解技术领域,具体为一种Pt/Nisubgt;3/subgt;N@Mosubgt;2/subgt;C氢氧化氢析出电催化剂的制备方法,本发明通过合成Mo‑PDA前驱体,将所述Mo‑PDA前驱体在氩气气氛下进行高温碳化处理得到Mosubgt;2/subgt;C。所述氮化是将合成的Ni(OH)subgt;2/subgt;与Mosubgt;2/subgt;C混合氮化得到Nisubgt;3/subgt;N@Mosubgt;2/subgt;C,所述湿化学是通过在室温下利用氢气在溶液中将Pt簇还原到Nisubgt;3/subgt;N@Mosubgt;2/subgt;C。本发明制备方法简单,Pt/Nisubgt;3/subgt;N@Mosubgt;2/subgt;C复合材料在碱性条件下具有优异的电催化氢氧化氢析出性能,且优于商业Pt/C催化剂。其作为锌‑水电池的阴极催化剂时,展现了良好的稳定性和较高的功率密度,证实了本发明制备的Pt/Nisubgt;3/subgt;N@Mosubgt;2/subgt;C复合材料在锌‑水电池方面具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于碱性交换膜燃料电池以及电催化水分解领域,具体为一种Pt/Ni3N@Mo2C氢氧化氢析出电催化剂的制备方法。

背景技术

水电解槽和燃料电池在可持续能源转换中发挥着至关重要的作用,能够减缓全球变暖,减少传统化石燃料的使用。氢气(H2)被认为是一种有吸引力的清洁能源载体,它可以通过水的裂解得到,并且水是氢氧化过程中唯一的产物。实际上,氢气的氧化反应(HOR)和氢气的析出反应(HER)是这些设备能源效率的关键决定因素,因为它们在可逆燃料电池中工作,包括燃料电池模式和电解模式。然而,缓慢的碱性氢氧化反应阻碍了燃料电池的发展。为了解决上述问题,迫切需要开发高性能的碱性介质的氢氧化/氢析出电催化剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种Pt/Ni3N@Mo2C氢氧化氢析出电催化剂制备方法,解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种Pt/Ni3N@Mo2C氢氧化氢析出电催化剂制备方法,包括通过室温下搅拌的方法制备Mo-PDA前驱体,将所述前驱体在氩气气氛下进行碳化处理得到Mo2C,通过水热法制备Ni(OH)2,将所述Ni(OH)2与所述Mo2C混合氮化处理后得到Ni3N@Mo2C复合载体;然后利用湿化学法室温下还原Pt簇负载在所述Ni3N@Mo2C复合载体上,得到Pt/Ni3N@Mo2C复合材料。

进一步的,所述Mo-PDA前驱体的制备是将钼酸铵超声溶解在乙醇和去离子水的混合溶液中,然后滴加氨水调节pH值为7~8,形成溶液A;将盐酸多巴胺溶解在去离子水的混合溶液中形成溶液B,将所述溶液B滴加到所述溶液A中,室温下搅拌12小时,离心干燥得到所述Mo-PDA前驱体。

进一步的,所述碳化处理是在氩气气氛下加热至850 ℃,保持3小时,然后自然冷却至室温。

进一步的,所述水热反应的温度为100 ℃,反应时间为4 h,得到所述Ni(OH)2

进一步的,所述氮化处理是将所述Ni(OH)2与所述Mo2C混合在丙酮溶液中,搅拌4h,通过旋转蒸发仪除去丙酮,然后在370 ℃下的氨气气氛中煅烧3 h。

进一步的,所述湿化学方法是将所述Ni3N@Mo2C复合载体分散到去离子水和盐酸的混合溶液中,室温在氢气气氛下还原氯铂酸钾,再经室温下静置、离心、干燥处理。

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