[发明专利]一种电解水制氢用催化剂的制备方法

说明书

本发明属于功能材料领域，具体涉及一种电解水制氢用催化剂的制备方法，所述催化剂为芳纶纤维负载Mo₂C，本发明以磷钼酸为钼源，芳纶纤维作为载体，经干燥、老化，使金属化合物负载在芳纶纤维表面，均匀分布，然后经过高温煅烧碳化，得到高比表面积、高强度的活性炭载体。本发明制备方法简单，成本低，制得的催化剂催化电解水制氢反应，具有良好的催化效果。

技术领域

本发明属于功能材料领域，具体涉及一种电解水制氢用催化剂的制备方法。

背景技术

氢能与风能、水能、太阳能等其它清洁能源相比，具有导热好、热值和能量密度相对较高、受天气环境限制小、零二氧化碳排放等诸多优势而被公认为是最适合替代传统化石燃料的能源载体。

电解水制氢与矿物燃料制氢相比，是一种绿色、高效且大规模、可持续进行能源转化和储存的过程。大规模实施水分解需要高能效能量，而且要在经济上可行。目前，这种方法受到昂贵的贵金属催化剂的需求的阻碍，要想实现该技术的产业化，迫切需要开发具有良好导电性，高催化活性和优异稳定性的非贵金属催化剂。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种电解水制氢用催化剂的制备方法，本发明具有制备方法简单，成本低的优点，采用本发明获得的催化剂具有良好的催化效果。

本发明所述催化剂为芳纶纤维负载Mo₂C，所述的芳纶纤维为芳纶纤维1414或芳纶纤维1313。

其具体制备步骤为：

(1)称取磷钼酸加入到无水乙醇中，室温下搅拌，然后加入芳纶纤维，继续搅拌；

(2)将上述芳纶纤维取出后置于表面皿中，干燥，老化，得老化后芳纶纤维；

(3)将老化后芳纶纤维浸泡在葡萄糖溶液中，放进管式炉中氮气煅烧，自然冷却取出，即得电解水制氢用催化剂。

将磷钼酸溶于乙醇中，加入芳纶纤维是为了使磷钼酸在其表面吸附，步骤(1)中所述磷钼酸与无水乙醇的质量体积比为0.15-0.25g/mL，芳纶纤维与无水乙醇的质量体积比为0.05-0.15g/mL，芳纶线长纤规格200D/3，选用标准规格。

步骤(2)中所述干燥温度为60℃，干燥时间为15min，室温老化3h。干燥是为了使磷钨酸吸附在芳纶纤维表面，将乙醇蒸发掉，老化是为了使吸附更加铺展均匀，可以使后续的催化剂性能更好更均匀分布。

步骤(3)中加入葡萄糖是为了增加C源。所述葡萄糖溶液为每60mL水中加入1-2g葡萄糖制得，煅烧温度为600-900℃，煅烧时间为3h。该步骤通过浸泡、煅烧，生成碳化钼，且使芳纶纤维反生碳化。本发明中，芳纶纤维与葡萄糖溶液的质量体积比为0.015-0.05g/mL。

本发明中，导电性与催化活性主要是负载的非贵金属催化剂提供的，芳纶纤维作为载体，使金属化合物负载在表面，均匀分布，然后经过高温碳化，可以得到高比表面积、高强度的活性炭载体。本发明制备方法简单，成本低，制得的催化剂催化析氢反应，具有良好的催化效果。

附图说明

图1为本发明实施例1获得的催化剂催化性能图；

图2为本发明实施例2获得的催化剂催化性能图；

图3为本发明实施例3获得的催化剂催化性能图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行进一步的阐述。本发明所述的室温是指20-30℃。

实施例1