【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及材料，具體涉及一種ru基催化劑及其制備方法和應用。
技術介紹
1、隨著人類社會蓬勃發展，伴隨而來的能源危機和環境危機日趨嚴重，如何開發更加綠色的新能源技術成為人類迫切需要解決的問題之一。為此全球學者們在電化學方面做出了巨大的努力，開發了質子交換膜電解槽(pem)等產氫設備。
2、電催化水裂解技術在能源轉換、儲氫技術和綠色制氫技術的發展中發揮著重要作用。在酸性電解液中制氫可以獲得比傳統堿性電解槽更高的電流密度，有效緩解了堿性環境中產物氣體交叉、電流密度受限等弊端。而陽極析氧反應(oer)由于涉及緩慢的四電子過程限制了pem大規模應用。
3、事實上，oer是一個緩慢的四電子傳遞過程，動力學遲緩，需要較大的過電位來驅動這個反應過程。此外，大多數oer催化劑不能承受劇烈的酸性電催化條件，因此二氧化銥(iro2)和二氧化釕(ruo2)被認為是oer的基準電催化劑。
4、目前，只有ir基ru基氧化物能夠承受pem苛刻的工作環境。但是，ir的價格昂貴且oer較低，相比之下，ru基催化劑價格便宜且oer活性很高，在地球上豐度很高。然而，ru基催化劑的穩定性較差，溶解問題嚴重。因此，開發在酸性條件下具有高活性、高穩定性和成本低廉的ru基oer催化劑是亟待克服的挑戰并具有十分重要的意義。
技術實現思路
1、本專利技術旨在至少在一定程度上解決現有技術中存在的技術問題之一，為此，本專利技術提供了一種耐酸催化劑及其制備方法和應用。
2、根據本專利
3、優選地，層狀厚度為1-2nm，晶胞參數為和α＝β＝90°,γ＝120°。
4、根據本專利技術的另一個方面，提供了一種如上所述催化劑的制備方法，包括：將可溶性釕鹽、鉀鹽在保護氣氛下煅燒，獲得低價態的釕基混合材料；將所述低價態的釕基混合材料在氧化氣氛下煅燒，獲得含有鉀鹽的二維層狀二氧化釕材料；通過陽離子交換法去除所述二維層狀二氧化釕材料中的鉀離子，獲得所述催化劑。
5、優選地，所述可溶性釕鹽中的釕與所述鉀鹽中的鉀的摩爾比為1:1。
6、優選地，所述保護氣氛為ar、n2中的至少一種。
7、優選地，所述氧化氣氛為o2、空氣中的至少一種。
8、優選地，所述可溶性釕鹽為三氯化釕(rucl3)、乙酰丙酮釕(ru(ac)3)中的至少一種。
9、優選地，所述鉀鹽為氫氧化鉀、碳酸鉀中的至少一種。
10、優選地，所述陽離子交換法的溶劑為鹽酸、高氯酸中的至少一種。
11、根據本專利技術的再一個方面，提供了一種上述催化劑在酸性析氧反應中的用途。、本專利技術通過兩步的熔融堿法合成制備出具有新型2h相層狀氧化釕材料，第一步采用n2等保護氣作為載氣，第二步采用o2/空氣等作為載氣。合成制備的新型2h相層狀氧化釕材料的層狀厚度為1-2nm，且晶體結構為新型2h相，晶胞參數為α＝β＝90°,γ＝120°。新型2h相層狀氧化釕材料在酸性電解質中具有高催化活性(150mv@10macm-2)和高催化穩定性(ru的價態主要是處于+4價)。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種Ru基催化劑，其特征在于，所述催化劑包括：
2.根據權利要求1所述的催化劑，其特征在于，層狀厚度為1-2nm，晶胞參數為和α＝β＝90°,γ＝120°。
3.一種如權利要求1～2任一項所述催化劑的制備方法，其特征在于，包括：
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述可溶性釕鹽中的釕與所述鉀鹽中的鉀的摩爾比為1:1。
5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述保護氣氛為Ar、N2中的至少一種。
6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述氧化氣氛為O2、空氣中的至少一種。
7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述可溶性釕鹽為三氯化釕(RuCl3)、乙酰丙酮釕(Ru(ac)3)中的至少一種。
8.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述鉀鹽為氫氧化鉀、碳酸鉀中的至少一種。
9.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述陽離子交換法的溶劑為鹽酸、高氯酸中的至少一種。
10.根據權利要求1所述的催化劑在酸性析氧反應中的用途。>...
【技術特征摘要】
1.一種ru基催化劑，其特征在于，所述催化劑包括：
2.根據權利要求1所述的催化劑，其特征在于，層狀厚度為1-2nm，晶胞參數為和α＝β＝90°,γ＝120°。
3.一種如權利要求1～2任一項所述催化劑的制備方法，其特征在于，包括：
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述可溶性釕鹽中的釕與所述鉀鹽中的鉀的摩爾比為1:1。
5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述保護氣氛為ar、n2中的至少一種。
6.根據權利...
【專利技術屬性】
技術研發人員：康振輝，朱文祥，馬夢潔，劉陽，邵名望，廖凡，黃慧，
申請(專利權)人：澳門科技大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。