1. 一种具有电催化性能的钌催化剂在电解水反应中的应用,其特征在于以钌负载二维金属有机框架催化剂电极为工作电极,以碳棒为对电极,Ag/AgCl电极为参比电极,电解液为1mol/L的 KOH水溶液,进行电解水反应;
钌负载二维金属有机框架催化剂的制备方法包括以下步骤:1)取钴金属盐、镍金属盐和钌金属盐溶于超纯水中,再取芳香族羧酸溶于有机溶剂中,将两种溶液加入反应釜中,混合均匀,水热反应,反应结束后冷却至室温;水热反应的温度为100~200℃,反应时间为1~5h;
2)将步骤1)冷却后的反应液进行抽滤,滤渣用水清洗,最后真空干燥;
3)将步骤2)干燥所得固体转移至石英舟中,然后将石英舟置于管式炉内,于氨气氛围中进行高温煅烧,高温煅烧的温度为550~650℃;煅烧时间为1~5h,随后自然降温至室温,即制得钌掺杂镍-钴二维金属有机框架催化剂;
4)将所述钌掺杂镍-钴二维金属有机框架催化剂和Ru(acac)3一并放入研钵中,充分研磨;
5)将步骤4)研磨所得的混合物转移至石英舟中,然后将石英舟放置于管式炉内,于氮气氛围中进行高温煅烧,最后自然降温至室温,即得所述钌负载二维金属有机框架催化剂;
步骤4)中,所述钌掺杂镍-钴二维金属有机框架催化剂和Ru(acac)3的质量比为1~5:1;步骤5)中,高温煅烧的温度为250~350℃,高温煅烧的时间为2~5h。
2.如权利要求1所述的一种具有电催化性能的钌催化剂在电解水反应中的应用,其特征在于步骤1)中,钴金属盐为醋酸钴、硝酸钴或氯化钴;镍金属盐为醋酸镍、硝酸镍或氯化镍;钌金属盐为三氯化钌、亚硝酰基硝酸钌或乙酰丙酮钌;芳香族羧酸为对苯二甲酸;有机溶剂为N,N-二甲基乙酰胺、三氯甲烷、二氯甲烷、甲醇或乙醇。
3.如权利要求1所述的一种具有电催化性能的钌催化剂在电解水反应中的应用,其特征在于步骤1)中,水热反应的温度为150℃,反应时间为3h。
4.如权利要求1所述的一种具有电催化性能的钌催化剂在电解水反应中的应用,其特征在于步骤1)中,钴金属盐、镍金属盐、钌金属盐和芳香族羧酸的摩尔比为1 : 0.5~1.5 :0.5~1.5 : 8~12。
5.如权利要求4所述的一种具有电催化性能的钌催化剂在电解水反应中的应用,其特征在于步骤1)中,钴金属盐、镍金属盐、钌金属盐和芳香族羧酸的摩尔比为1 : 1 : 1 :10。
6.如权利要求1所述的一种具有电催化性能的钌催化剂在电解水反应中的应用,其特征在于步骤3)中,高温煅烧的温度为600℃;煅烧时间为3h。
7.如权利要求1所述的一种具有电催化性能的钌催化剂在电解水反应中的应用,其特征在于步骤4)中,所述钌掺杂镍-钴二维金属有机框架催化剂和Ru(acac)3的质量比为2.5:1;步骤5)中,高温煅烧的温度为300℃;高温煅烧的时间为3h。