一种CB-Ru-MoS2三元析氢电催化剂及其制备方法与流程

本发明属于电催化析氢，尤其涉及一种cb-ru-mos2三元析氢电催化剂及其制备方法。

背景技术：

1、氢气并不是自然存在的，需要从其他资源中生产出来，才能大量使用。为此，发展高效的制氢方法是氢经济的关键步骤。电解水产氢是目前制氢的最有效方法之一，利用高效的电催化剂来提高析氢反应(her)的缓慢反应动力学，从而显著降低所需的过电位一直是氢气制取的热门研究内容。

2、铂碳催化剂(pt/c)作为her的基准电催化剂，多年来一直应用于制氢领域，但其自然的稀缺性和高价格是其广泛实际应用的主要障碍。近年来，过渡金属化合物已成为一种很有前景的her催化剂，其中，二硫化钼因其化学稳定性好、丰度高、成本低、催化活性高等优点而备受关注。然而传统的mos2对氢的吸附是不活跃的，如何在大量暴露不饱和mo-s位点的情况进行催化反应仍是一个巨大的挑战。

技术实现思路

1、本发明针对二硫化钼作为析氢电催化剂催化活性有待提高的技术问题，提出一种高催化活性和高稳定性的cb-ru-mos2三元析氢电催化剂及其制备方法。

2、为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种cb-ru-mos2三元析氢电催化剂的制备方法，包括如下步骤：

4、(1)制备mos2

5、按摩尔比1：2的比例称取mocl5和ch4n2s并溶于去离子水中，按每摩尔mocl5加入40～120g的比例称取十六烷基三甲基溴化铵，并在快速搅拌的过程中加入至上述溶液中，持续搅拌20～40min；将搅拌后的溶液置于高压反应釜中，160～220℃下反应12～48h，待反应物冷却至室温后分别用去离子水和无水乙醇洗涤2～4次得到mos2；

6、(2)制备cb-ru-mos2三元析氢电催化剂

7、按质量比4：4：1的比例分别称取炭黑、步骤(1)制备的mos2和rucl3·3h2o溶于30～50ml去离子水中并搅拌12～72h，此后冷冻干燥；将干燥后的材料在n2的氛围下，400～600℃下反应3～6h，得到cb-ru-mos2三元析氢电催化剂。

8、作为优选，步骤(1)中反应温度为180～200℃，反应时间为24h。

9、作为优选，步骤(1)中反应时间为20-28h。

10、作为优选，步骤(1)中反应时间为24h。

11、作为优选，步骤(2)中反应温度为500℃，反应时间为4h。

12、一种cb-ru-mos2三元析氢电催化剂，由上述的制备方法制备而成。

13、与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

14、本发明通过金属ru与mos2之间的协同作用，促进碱性her的反应进程。同时mos2和较高导电性炭黑一起作为催化剂载体不仅降低了催化剂的成本，同时载体与金属ru颗粒之间的强界面锚定作用，促进其获得更多催化活性位点和长久的稳定性。所制备的cb-ru-mos2催化剂具有优异的电催化析氢能力和长期稳定性能。

技术特征：

1.一种cb-ru-mos2三元析氢电催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的cb-ru-mos2三元析氢电催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中反应温度为180～200℃，反应时间为24h。

3.根据权利要求1所述的cb-ru-mos2三元析氢电催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中反应时间为20-28h。

4.根据权利要求1所述的cb-ru-mos2三元析氢电催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中反应时间为24h。

5.根据权利要求1所述的cb-ru-mos2三元析氢电催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中反应温度为500℃，反应时间为4h。

6.一种cb-ru-mos2三元析氢电催化剂，其特征在于：由权利要求1-5任一项所述的cb-ru-mos2三元析氢电催化剂的制备方法制备而成。

技术总结本发明提出一种CB‑Ru‑MoS<subgt;2</subgt;三元析氢电催化剂的制备方法，首先通过水热法制备得到片状MoS<subgt;2</subgt;材料，再将其与炭黑、RuCl<subgt;3</subgt;·3H<subgt;2</subgt;O进行室温搅拌和冷冻干燥，最后通过高温烧结成功将Ru负载到CB‑MoS<subgt;2</subgt;载体从而得到CB‑Ru‑MoS<subgt;2</subgt;析氢催化剂材料。本发明通过金属Ru与MoS<subgt;2</subgt;之间的协同作用，促进碱性HER的反应进程。同时MoS<subgt;2</subgt;和较高导电性炭黑一起作为催化剂载体不仅降低了催化剂的成本，同时载体与金属Ru颗粒之间的强界面锚定作用，促进其获得更多催化活性位点和长久的稳定性。所制备的CB‑Ru‑MoS<subgt;2</subgt;催化剂具有优异的电催化析氢能力和长期稳定性能。技术研发人员：谢佳平,朱维,张万涛,沈军受保护的技术使用者：海卓动力（青岛）能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/17