[发明专利]Ru-W2 在审
| 申请号： | 202211673420.7 | 申请日： | 2022-12-26 |
| 公开（公告）号： | CN115999609A | 公开（公告）日： | 2023-04-25 |
| 发明（设计）人： | 李忠成;王文嫔 | 申请（专利权）人： | 青岛科技大学 |
| 主分类号： | B01J27/24 | 分类号： | B01J27/24;B01J35/00;B01J35/02;C02F1/467 |
| 代理公司： | 暂无信息 | 代理人： | 暂无信息 |
| 地址： | 266000 山*** | 国省代码： | 山东;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | ru base sub | ||
本发明涉及Ru‑W2N纳米片‑氮掺杂碳纳米片的制备及其电催化应用，具体的说是将将m‑WO3纳米片，三(羟甲基)氨基甲烷，盐酸多巴胺，与RuCl3分散到水中，干燥后，在Ar氛围中加热，得到氮掺杂碳纳米片包覆封装的W2N纳米片，氮掺杂碳纳米片负载Ru纳米粒子，即Ru‑W2N纳米片‑氮掺杂碳纳米片；该Ru‑W2N纳米片‑氮掺杂碳纳米片在电催化水还原反应中的应用。
技术领域
本发明涉及Ru-W2N纳米片-氮掺杂碳纳米片的制备及其电催化应用，属于材料的制备和应用领域。
背景技术
环境污染的加剧，迫使人类社会寻找绿色能源。在发展过程中，发现氢能具有较好的应用前景。W2N材料发现在传统催化领域具有类贵金属的性能，但在电催化水还原反应中活性低。通过调变W2N材料，制备Ru-W2N纳米片-氮掺杂碳纳米片，其在电催化水还原中有更稳定的性能。
形貌可控合成、实现材料的负载等方法都能有效提高催化活性。例如：Zeng等利用多步法实现了WO3-x-W2N异质结构纳米棒，其具有较好的锂离子电池性能，在0.1A/g时，可逆容量为366.6mAh/g(Chemical Engineering Journal,2022,435,135188)。Xu等构建了W2N/WC纳米纤维，其具有较高的光电催化性能，495mV时，电流密度为50mA/cm2(RSC Advances,2021,11,20285-20291)。Wu等利用WCl6和氧化石墨烯(GO)合成了W2N纳米棒-graphene复合杂化材料，其具有较高的电催化氧还原性能，起始电动势为0.71V(International Journalof Hydrogen Energy,2017,42,25924-25932)。综上，改变W2N存在形式，可以改变其催化性能，这对电催化析氢反应具有作用。
寻找新兴能源是国家发展的必然趋势，利用可空调变合成Ru-W2N纳米片-氮掺杂碳纳米片，在电催化水还原反应中表现出稳定的催化活性，具有重要的实践意义。
发明内容：
本发明旨在提供Ru-W2N纳米片-氮掺杂碳纳米片的制备及其电催化应用。
基于上述目的，本发明所涉及的技术方案如下：
(1)Ru-W2N纳米片-氮掺杂碳纳米片的制备：将20mg-40mg宽度为90-320nm的m-WO3纳米片(JCPDS#43-1035)，120-180mg三(羟甲基)氨基甲烷，50-70mg盐酸多巴胺，分散到50-70mL乙醇和50-70mL水中，干燥后，将其与20-40mg RuCl3分散到50-70mL水中，干燥后，其与150-190mg三聚氰胺研磨混合，放入管式炉中，在Ar氛围中700-750℃加热2-4h，得到氮掺杂碳纳米片包覆封装的W2N纳米片，氮掺杂碳纳米片上边负载Ru纳米粒子，即Ru-W2N纳米片-氮掺杂碳纳米片。上述的制备方法，所述Ru-W2N纳米片-氮掺杂碳纳米片中W2N纳米片被氮掺杂碳纳米片包覆封装，Ru粒子尺寸为1-2nm，W2N纳米片宽度为70-350nm，氮掺杂碳纳米片尺寸为260-620nm，W2N晶相归属于标准卡片JCPDS#25-1257。
(2)一种上述的制备方法制备得到的Ru-W2N纳米片-氮掺杂碳纳米片在电催化水还原反应中的应用；电催化水还原反应，以玻碳为电极，在1mol/L KOH中，电压为100-160
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