[发明专利]一种应用于电催化分解水的Fe掺杂Co3

权利要求书

1.一种应用于电催化分解水的Fe掺杂Co₃O₄负载Ru双功能催化剂，其特征在于：该催化剂是由金属Ru负载在Fe掺杂Co₃O₄载体上形成的，所述Fe掺杂Co₃O₄载体为纳米短棒状结构。

2.根据权利要求1所述的应用于电催化分解水的Fe掺杂Co₃O₄负载Ru双功能催化剂的制备方法，其特征在于：该方法首先通过模板法合成Fe掺杂Co₃O₄纳米介孔材料作为载体，然后通过浸渍法将钌盐负载到Fe掺杂Co₃O₄载体上，经热处理后得到Ru/Fe-Co₃O₄催化剂，即所述Fe掺杂Co₃O₄负载Ru双功能电催化剂。

3.根据权利要求2所述的应用于电催化分解水的Fe掺杂Co₃O₄负载Ru双功能催化剂的制备方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

(1)Fe掺杂Co₃O₄纳米介孔材料的合成：将六水合硝酸钴和九水合硝酸铁溶于无水乙醇中，磁力搅拌，得到澄清溶液，将SBA-15分子筛模板分散到所得溶液中，在室温下充分搅拌24小时后转移到70-100℃烘箱中烘干；将干燥后的粉末进行研磨，然后在500-600℃空气气氛下处理3小时；将处理后的粉末加入到氢氧化钠溶液中，置于50-80℃油浴中加热搅拌12小时，然后用去离子水和乙醇分别进行抽滤洗涤，将所得沉淀物移至70-100℃烘箱烘干后得到Fe掺杂Co₃O₄纳米介孔材料；

(2)将适量氯化钌溶于去离子水中，充分搅拌至完全溶解，加入适量步骤(1)所制备的Fe掺杂Co₃O₄纳米介孔材料，超声搅拌1小时至完成均匀分散，再将分散液放入60℃烘箱中静置24小时，获得负载钌盐的催化剂前体；

(3)将步骤(2)所得负载钌盐的催化剂前体置于70-100℃烘箱中烘干；

(4)将经步骤(3)处理后的催化剂前体在氢气和氩气气氛中进行退火处理，得到Ru/Fe-Co₃O₄催化剂，即所述Fe掺杂Co₃O₄负载Ru双功能电催化剂。

4.根据权利要求3所述的应用于电催化分解水的Fe掺杂Co₃O₄负载Ru双功能催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述六水合硝酸钴和九水合硝酸铁的投料质量比为1：(0.07-0.11)；Fe掺杂Co₃O₄纳米介孔材料需进行热碱处理以去除模板。

5.根据权利要求4所述的应用于电催化分解水的Fe掺杂Co₃O₄负载Ru双功能催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述贵金属盐氯化钌与Fe掺杂Co₃O₄纳米介孔材料的比例由所需要的负载量确定。

6.根据权利要求5所述的应用于电催化分解水的Fe掺杂Co₃O₄负载Ru双功能催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所述焙烧处理过程中的升温速率为5～10℃/min，设定温度为100-140℃，保持时间1.5-4小时。