钌基自支撑电催化材料、制备方法及应用与流程

本发明属于纳米催化剂材料，特别涉及钌基自支撑电催化材料、制备方法及应用。

背景技术：

1、

2、常见的清洁能源包括太阳能、风能和氢能。而氢（h2）作为一种零碳含量的能量载体，在现有燃料中具有最高的重量能量密度，可用于在燃料电池中产生清洁电力。制氢方式主要有生物质制氢、光解制氢以及电解水制氢等。其中由析氢和析氧两个半反应组成的电催化水分解制氢作为一种产生可持续的氢源方式而受到广泛关注。

3、研究发现，钌基催化剂对于电催化水分解反应有较高的催化活性，但钌金属珍贵稀少，利用率差，从而极大的限制了该材料的使用。而泡沫镍和碳布作为导电性良好的三维自支撑材料，比表面积大、具有良好的传质性能，可以有效提高金属的催化性能。因此将钌基纳米颗粒负载到泡沫镍或碳布表面，开发一种制备方法简单、重复性好、催化效率高的钌基电催化剂材料，将极大促进电催化水分解技术的发展。

4、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供了钌基自支撑电催化材料、制备方法及应用，从而克服上述现有技术中的缺陷。

2、为了实现上述目的，本发明提供了钌基自支撑电催化材料，所述催化材料为泡沫镍基底或者碳布基底负载ru/ruo2纳米颗粒的材料。

3、本发明还提供了钌基自支撑电催化材料的制备方法，包括以下步骤：

4、s1：准备泡沫镍或者碳布基底材料，将基底材料清洗干净；

5、s2：取适量十二羰基三钌（ru3(co)12）作为第一钌源置于坩埚中，在坩埚中覆盖清洗干净的基底材料后加热蒸发得到中间物ru1/nf或ru1/cc；

6、s3：取适量乙酰丙酮钌（ru(acac)3）作为第二钌源置于坩埚中，在坩埚中覆盖s2得到的中间物ru1/nf或ru1/cc后加热蒸发得到ru/nf或ru/cc。

7、进一步的，作为优选，所述步骤s1中泡沫镍或者碳布基底材料采用酸溶液和丙酮清洗后，再用水和乙醇分别超声清洗。

8、进一步的，作为优选，所述步骤s2中加热温度为260-280℃，保温时间为5-7h。

9、进一步的，作为优选，所述步骤s3中加热温度为280-300℃，保温时间为3-5h。

10、进一步的，作为优选，所述步骤s2和步骤s3中加热时升温速率为2.5-3.5℃/min。

11、进一步的，作为优选，所述步骤s2和步骤s3中十二羰基三钌（ru3(co)12）和乙酰丙酮钌（ru(acac)3）的用量比为1:1-2。

12、本发明还提供了钌基自支撑电催化材料的应用，所述钌基自支撑电催化材料用于电催化水分解。

13、本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

14、本发明提供了一种简单可行的制备高效钌基催化剂的方法，在制备以泡沫镍等金属类基底或者碳布等碳材料基底作为支撑基底的钌基催化剂材料中具有普适性；

15、本发明所制备的钌基催化剂ru/nf或ru/cc在催化体系中可以实现高效回收再利用，并且在使用时无需使用粘结剂，可以降低材料电阻，提高催化剂的催化效率；

16、本发明在热蒸发过程中无需使用溶剂，绿色环保，易于规模化生产；

17、本发明制备的钌基催化剂在电催化水分解方面具有较好的应用前景。

1.钌基自支撑电催化材料，其特征在于：所述催化材料为泡沫镍基底或者碳布基底负载ru/ruo2纳米颗粒的材料。

2.钌基自支撑电催化材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的钌基自支撑电催化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中泡沫镍或者碳布基底材料采用酸溶液和丙酮清洗后，再用水和乙醇分别超声清洗。

4.根据权利要求2所述的钌基自支撑电催化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中加热温度为260-280℃，保温时间为5-7h。

5.根据权利要求2所述的钌基自支撑电催化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中加热温度为280-300℃，保温时间为3-5h。

6.根据权利要求2所述的钌基自支撑电催化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s2和步骤s3中加热时升温速率为2.5-3.5℃/min。

7.根据权利要求2所述的钌基自支撑电催化材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s2和步骤s3中十二羰基三钌和乙酰丙酮钌的用量比为1:1-2。

8.钌基自支撑电催化材料的应用，其特征在于：所述钌基自支撑电催化材料用于电催化水分解。