[发明专利]一种催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，向含钌源、M源与表面活性剂的混合水溶液中加入还原剂，反应完全停止后，得到混合物Ⅰ；

S2，将所述混合物Ⅰ离心分离，得到前驱体Ⅰ；

S3，将所述前驱体Ⅰ与洗涤剂混合，超声，离心分离后得到前驱体Ⅱ；

S4，将所述前驱体Ⅱ干燥，进行电还原处理，得到所述催化剂；

所述催化剂为纳米片状Ru/M复合材料；

所述M为Co；

所述M源为硝酸钴、硫酸钴或醋酸钴中的至少一种；

所述钌源为氯化钌；

催化剂原料中Ru与Co的原子比为1:(1-10)；

所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵；

所述还原剂为硼氢化钠；步骤S1中，所述混合水溶液中Ru与M的摩尔数之和与还原剂的摩尔数之比为(1.5-6):1；

所述电还原处理包括有：

S4-1：所述前驱体Ⅱ干燥后与浆料混合得到混合浆，将所述混合浆涂布于集流体，干燥，得到前驱体Ⅲ；

S4-2：将所述前驱体Ⅲ应用于碱性电解水系统进行电还原后，得到所述催化剂；

在步骤S4-2中，将所述前驱体Ⅲ应用于碱性电解水系统中，相对于可逆氢电极电位，保持应用电压为-1.1 V ~ -1.4 V，保持0.2-1 h；

在步骤S4-2中，所述碱性电解水系统中电解液为0.1-5mol/L KOH水溶液。

2.根据权利要求1所述的一种催化剂的制备方法，其特征在于，所述前驱体Ⅱ干燥温度为25-80℃。

3.根据权利要求1所述的一种催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤S4-1中，所述浆料的原料包括水、乙醇和Nafion，其中，水、乙醇和Nafion的体积之比为3:1:0.05。

4.根据权利要求1所述的一种催化剂的制备方法，其特征在于，在步骤S4-2中，所述碱性电解水系统中：参比电极为Ag/AgCl，对电极为Pt片。

5.根据权利要求1所述的一种催化剂的制备方法，其特征在于，所述M源包括有硝酸钴的水合物、硫酸钴的水合物或醋酸钴的水合物中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种催化剂的制备方法，其特征在于，所述Ru与Co的原子比为1:(1-6)。

7.根据权利要求1所述的一种催化剂的制备方法，其特征在于，所述Ru与Co的原子比为1:(2-8)。

8.根据权利要求1所述的一种催化剂的制备方法，其特征在于，所述Ru与Co的原子比为1:4。

9.根据权利要求1所述的一种催化剂的制备方法，其特征在于，所述Ru与Co的原子比为1:2。

10.一种催化剂，其特征在于，所述催化剂采用如权利要求1-9任一项所述的方法制得。

11.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的催化剂或权利要求10所述的催化剂在电催化剂析氢反应中的应用。