[发明专利]氮掺杂碳负载低含量钌和Co2

权利要求书

1.一种氮掺杂碳负载低含量钌和Co₂P纳米粒子的三功能电催化剂，其特征在于所述催化剂是以Zn-Co-ZIF为模板，将其与植酸钴分散液反应后，收集紫色固体进行高温煅烧，得到氮掺杂碳负载Co₂P纳米粒子的纳米复合物，再通过吸附RuCl₃‧xH₂O将少量贵金属钌引入复合催化剂中，得到所述的三功能电催化剂，记为Ru-Co₂P/NC；

所述氮掺杂碳负载低含量钌和Co₂P纳米粒子的三功能电催化剂的制备方法，其特征在于包括以下具体步骤：

(a) 植酸钴（PA-Co）的制备

称取158mg植酸钠溶于50mL去离子水中，室温下磁力搅拌使其形成均一透明溶液，再称取508mg四水乙酸钴加入上述溶液，形成紫色分散液；

(b) Zn-Co-ZIF@PA-Co的制备

称取373.62mg四水乙酸钴和446.2mg六水硝酸锌加入步骤(a)所述的植酸钴分散液中，超声分散30 min；称取2-甲基咪唑3.28 g溶于40mL去离子水中，将其加入上述分散液，搅拌24 h，离心收集沉淀，用去离子水、乙醇各洗三次，干燥后制得催化剂前体Zn-Co-ZIF@PA-Co；

(c) Co₂P/NC的制备

取适量的Zn-Co-ZIF@PA-Co放入磁舟中，将磁舟置于管式炉中央，N₂作为保护气体，以2~10 ℃/min升温速率升温到700~1000 ℃，恒温两小时，得到产物Co₂P/NC；

(d) Ru-Co₂P/NC的制备

称取50 mg步骤(c)得到的Co₂P/NC催化剂，将其分散于20mL去离子水中，剧烈搅拌30min得到Co₂P/NC分散液；将0.5 mL RuCl₃‧xH₂O水溶液逐滴滴加到上述Co₂P/NC分散液中；混合分散液1000 rpm搅拌24h，离心收集沉淀，使用去离子水和无水乙醇各洗三次，干燥得到电催化剂Ru-Co₂P/NC；

其中RuCl₃‧xH₂O水溶液的浓度为10 mg/mL；该催化剂中Ru含量低于2.6at%，Ru、Co和P元素分布均匀，催化剂的平均粒径为400-450 nm，催化剂中Co₂P的平均粒径为5-30 nm。

2.根据权利要求1所述的一种氮掺杂碳负载低含量钌和Co₂P纳米粒子的三功能电催化剂，其特征在于所述催化剂用于碱性电解液中析氢、析氧和氧还原反应。