[发明专利]一种钴/碳纳米管/钌电催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种钴/碳纳米管/钌电催化剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将钴盐水溶液加入溶菌酶水溶液中，混合均匀，之后将二甲基咪唑水溶液加入混合溶液中，搅拌均匀后静置并分离干燥，得到二甲基咪唑钴盐/溶菌酶；所述的钴盐、溶菌酶、二甲基咪唑的用量比为(1~3mmol):(100~300mg):(0.07~0.2mol)；所述的钴盐水溶液的浓度为0.05~0.2mol/L，所述的溶菌酶水溶液的浓度为1~2g/L，所述的二甲基咪唑水溶液的浓度为1~3mol/L，静置温度为室温，静置时间为20~30h；

(2)将得到的二甲基咪唑钴盐/溶菌酶在惰性气体中加热保温，得到钴/碳纳米管；所述的加热保温分为两段过程，第一段加热温度为500~600℃，保温时间为2~4h，第二段加热温度为850~950℃，保温时间为2~4h；

(3)将得到的钴/碳纳米管分散于分散剂中密封，加热搅拌后，加入钌盐，搅拌过夜后分离干燥，再在惰性气体中加热保温，得到钴/碳纳米管/钌电催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种钴/碳纳米管/钌电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述的钴盐水溶液中的钴盐为氯化钴、六水合氯化钴、硝酸钴或六水合硝酸钴。

3.根据权利要求1所述的一种钴/碳纳米管/钌电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的惰性气体为氮气。

4.根据权利要求1所述的一种钴/碳纳米管/钌电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的分散剂为无水乙醇，所述的钌盐为三水合氯化钌，所述的钴/碳纳米管、分散剂、钌盐的用量比为(30~100mg):(20~60mL):(3~10mg)，加热搅拌过程中，加热温度为50~70℃，搅拌转速为300~400rpm，搅拌时间为20~40min。

5.根据权利要求1所述的一种钴/碳纳米管/钌电催化剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的惰性气体为氮气，加热保温过程中，加热温度为650~750℃，保温时间为2~4h。

6.一种钴/碳纳米管/钌电催化剂，其特征在于，该电催化剂采用如权利要求1至5任一项所述的方法制备而成。

7.一种如权利要求6所述的钴/碳纳米管/钌电催化剂的应用，其特征在于，所述的电催化剂应用在电解液中催化析氢反应。

8.根据权利要求7所述的一种钴/碳纳米管/钌电催化剂的应用，其特征在于，应用过程具体为：将所述的电催化剂分散在分散剂中，然后负载到基底电极上作为工作电极，插入参比电极和对电极，施加电压，在惰性气体饱和的碱性溶液、酸性溶液或中性溶液中催化析氢。

9.根据权利要求8所述的一种钴/碳纳米管/钌电催化剂的应用，其特征在于，所述的分散剂为含有全氟磺酸基聚合物的乙醇溶液，所述的基底电极为玻碳电极，所述的参比电极为甘汞电极，所述的对电极为碳棒，所述的惰性气体为氩气，所述的碱性溶液为氢氧化钾溶液，所述的碱性溶液的浓度为0.4~2.0mol/L，所述的酸性溶液为硫酸溶液，所述的酸性溶液的浓度为0.2~1.0mol/L，所述的中性溶液为磷酸缓冲盐溶液，所述的中性溶液的浓度为0.4~2.0mol/L。