一种PEM电解水的非贵金属阴极析氢催化剂及其应用
摘要文本
本发明涉及一种PEM电解水的非贵金属阴极析氢催化剂及其应用，属于催化剂技术领域。本发明提供了一种制备阴极析氢催化剂的方法，在多孔碳材料载体表面原位生成具有特定结构的镍钼系杂多酸并将其作为析氢催化剂活性组分前驱体，通过硫化处理原位生成的含镍硫化钼活性组分以制备出非贵金属担载的阴极析氢催化剂，其中，原位生成的含镍硫化钼活性组分具有Pt相近的氢吸附自由能和催化析氢活性，且分散性好、活性位数量多，降低了催化剂的成本，同时，在镍钼杂多酸硫化处理的过程中，载体中的氮或磷原子会掺杂到二硫化钼的晶格中，能够降低MoS2晶体基面上硫原子的析氢吉布斯自由能，在硫边缘和钼边缘上形成更多活性位点，有助于析氢反应发生。
申请人信息
- 申请人:华电重工股份有限公司
- 申请人地址:100070 北京市丰台区汽车博物馆东路6号院1号楼B座11层
- 发明人: 华电重工股份有限公司
专利详细信息
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 专利名称 | 一种PEM电解水的非贵金属阴极析氢催化剂及其应用 |
| 专利类型 | 发明申请 |
| 申请号 | CN202410225157.8 |
| 申请日 | 2024/2/29 |
| 公告号 | CN117802526A |
| 公开日 | 2024/4/2 |
| IPC主分类号 | C25B11/091 |
| 权利人 | 华电重工股份有限公司 |
| 发明人 | 沈明忠; 胡小夫; 王昕; 李诗玉; 白建明; 单小勇 |
| 地址 | 北京市丰台区汽车博物馆东路6号院1号楼B座11层 |
专利主权项内容
1.一种制备阴极析氢催化剂的方法，其特征在于，所述方法包含如下步骤：碳材料前驱体溶液的制备：将碳基材料、掺杂化合物和溶剂A混合后进行反应，得到碳材料前驱体溶液；掺杂多孔碳材料的制备：将碳材料前驱体溶液、软模板剂和硬模板剂混合后进行碳化反应，得到碳化产物；将碳化产物进行酸洗，得到掺杂多孔碳材料；镍钼杂多酸@掺杂多孔碳材料的制备：将镍盐、钼盐、溶剂B、过硫酸铵和掺杂多孔碳材料混合后进行反应，得到含掺杂多孔碳材料和镍钼杂多酸簇前躯体的混合体系；将混合体系依次经老化、干燥和焙烧，得到镍钼杂多酸@掺杂多孔碳材料；阴极析氢催化剂的制备：将镍钼杂多酸@掺杂多孔碳材料进行硫化反应，得到阴极析氢催化剂；或者，所述方法包含如下步骤：碳材料前驱体溶液的制备：将碳基材料和溶剂A混合后进行反应，得到碳材料前驱体溶液；多孔碳材料的制备：将碳材料前驱体溶液、软模板剂和硬模板剂混合后进行碳化反应，得到碳化产物；将碳化产物进行酸洗，得到多孔碳材料；镍钼杂多酸@多孔碳材料的制备：将镍盐、钼盐、溶剂B、过硫酸铵和多孔碳材料混合后进行反应，得到含多孔碳材料和镍钼杂多酸簇前躯体的混合体系；将混合体系依次经老化、干燥和焙烧，得到镍钼杂多酸@多孔碳材料；阴极析氢催化剂的制备：将镍钼杂多酸@碳材料进行硫化反应，得到阴极析氢催化剂。