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专利号: 2018109355553
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-19
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种Pd/VN空心纳米球电催化剂,其特征在于以VN空心纳米球为载体,在VN空心纳米球表面均匀负载一层贵金属Pd。

2.一种根据权利要求1所述的Pd/VN空心纳米球电催化剂的制备方法,其特征在于包括如下步骤:

1)取钒金属盐溶于20-100 mL水中,在室温下搅0.1-1小时,得浓度为25-50 mol/L的A溶液;

2)将酸溶解在水中,配成浓度为0.5-3 mol/L酸性溶液,称为B溶液;

3)将步骤2)得到的B溶液滴加到步骤1)得到的A溶液中,常温搅拌0.1-1小时,至溶液由无色变为透明黄色,称为C溶液;

4)将还原剂溶解在水中配成浓度为0.5-8 mol/L 的还原剂溶液,称为D溶液;

5)将D溶液滴加到步骤3)得到的C溶液中,常温搅拌0.1-1小时,至溶液由透明黄色变为灰褐色,得到前驱体溶液;

6)将步骤5)中的前驱体溶液加入水热釜中于80-200℃下水热反应2-24小时,反应结束后冷却至室温并抽滤,滤渣用蒸馏水洗涤,再在60℃下真空干燥得到催化剂;

7)将步骤6)中干燥后的催化剂置于管式炉内,在氨气下焙烧,焙烧温度为300-800℃,焙烧时间为0.5-5 小时,焙烧结束后即得到VN催化剂;

8)将步骤7)中焙烧后的VN催化剂与钯金属盐混合,研磨均匀后,置于管式炉内热解还原,在不同气氛下热解,热解温度为100-500℃,热解时间为0.5-5 小时,热解结束后即得到Pd/VN催化剂。

3.根据权利要求2所述的Pd/VN空心纳米球电催化剂的制备方法,其特征在于步骤1)中的钒金属盐或氧化物为偏钒酸铵、正钒酸钠、偏钒酸钠或偏钒酸钾,优选为偏钒酸铵。

4.根据权利要求2所述的Pd/VN空心纳米球电催化剂的制备方法,其特征在于步骤2)中的酸为盐酸、硫酸、硝酸或高氯酸,优选为盐酸,酸的浓度为0.5-2 mol/L。

5.根据权利要求2所述的Pd/VN空心纳米球电催化剂的制备方法,其特征在于步骤4)中的还原剂为水合肼、硼氢化钠或硼氢化钾,优选为水合肼。

6. 根据权利要求2所述的Pd/VN空心纳米球电催化剂的制备方法,其特征在于步骤3)中B溶液的加入量为1-5 mL;步骤5)中D溶液的加入量为1-8mL。

7. 根据权利要求2所述的Pd/VN空心纳米球电催化剂的制备方法,其特征在于步骤6)过程中水热温度为120-180 ℃,水热时间为6-12小时。

8. 根据权利要求2所述的Pd/VN空心纳米球电催化剂的制备方法,其特征在于步骤7)中焙烧温度为400-600 ℃,焙烧时间为1-3 小时。

9. 根据权利要求2所述的Pd/VN空心纳米球电催化剂的制备方法,其特征在于步骤8)中的气体气氛为氮气、氩气、氦气或空气,热解温度为200-400℃,热解时间为1-3 小时。

10.一种根据权利要求1所述的Pd/VN空心纳米球电催化剂在电催化析氢反应和电催化氧还原反应中的应用,其特征在于将Pd/VN空心纳米球电催化剂作为工作电极,在酸性溶液中,采用三电极装置,以碳棒为对电极,Ag/AgCl为参比电极,用于电催化析氢反应;在碱性溶液中,采用三电极装置,以铂丝为对电极,Ag/AgCl为参比电极,用于电催化氧还原反应。