水分解催化剂用AB2型金属间化合物、合成方法及其应用

技术领域

本发明涉及一种高性能水分解催化剂用AB

背景技术

自从消耗化石燃料带来了严重的环境污染以及人类能源短缺以来，寻找可持续清洁能源和能源转换技术从未停止。电催化水分解因为低成本、零排放的优点而受到广泛关注。经过深入的研究，金属对水分解反应有着很强的催化效应。其中，贵金属Pt被称为零电位催化剂，并且在现实中铂金和铂基催化剂被运用于商业化，贵金属（Ru、Os、Ir）基催化水分解领域同样起着举足轻重的作用。但是由于贵金属材料储量少、成本高，严重限制了其在电化学水分解上的大规模工业化应用。

随着研究的进一步的发展，廉价的过渡金属（Cr、Mn、Fe、Co、Ni）也成为了水分解行业的新宠儿，由于其价格低廉，储量丰富，成为新兴催化剂的良好载体。但寻找一种合成简单、稳定高效的电化学分解水催化剂仍然是研究的重点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效水分解催化剂AB

上述AB

（1）于手套箱中，按物质的量1:2的比例精确称量A、B两种金属粉末或块材；

（2）如果A、B为粉末，则将粉末混合均匀后倒入磨具内，压片，如果A、B为块材，则将两块块材叠放在一起，如果A、B其中一个为粉末，另一为块材，则将粉末倒入磨具内，压片，将所得压片与块材叠放在一起；

（3）氩气环境下，采用氩弧焊技术使步骤（2）所得样品完全熔融，待冷却后取出。

较佳的，氩弧焊电流为30~60 A，熔点过高的金属可适当增大电流。

上述AB

具体的，制备得到的AB

与现有技术相比，该AB

附图说明

图1是实施例1、2中得到的HfRe

图2是实施例1、2在酸性条件下析氢时的线性扫描伏安图。

图3是实施例1、2在碱性条件下析氢时的线性扫描伏安图。

图4是实施例3中得到的PrNi

图5是实施例3在碱性条件下析氢时的线性扫描伏安图。

图6是实施例4中得到的NbCo

图7是实施例4在酸性条件下析氧时的线性扫描伏安图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对比本发明进行进一步阐述。

实施例1

合成HfRe

①在手套箱中用分析天平称量出铪粒的质量，然后按照1:2的摩尔比例计算出所需的铪粒和铼粉的质量，再将称好的粉末倒入模具内，使用压片机将其压成直径8 mm的圆片。

②将压好的片和铪粒叠放在一起，置于铜基台上，通过氩弧焊使样品充分反应后熔成均匀球状，冷却后取出样品。

合成出来的样品磨成粉末后使用X射线衍射装置进行测定。扫描速度采用5°/min，测定范围以2θ计在20°~60°的范围进行测定。测得的XRD谱图于图1示出。

为了评价上述方法制备得到的HfRe

在0.5 M H

在1 M KOH溶液中，采用三电极反应装置，制备得到的HfRe

实施例2

合成ZrRe

①在手套箱中按照1:2的摩尔比例用分析天平精确称量出锆粉和铼粉，将称好的粉末混合均匀后倒入模具内，使用压片机将其压成直径8 mm的圆片。

②将压好的片置于铜基台上，通过氩弧焊使样品充分反应后熔成均匀球状，冷却后取出样品。

合成出来的样品磨成粉末后使用X射线衍射装置进行测定。扫描速度采用5°/min，测定范围以2θ计在20°~60°的范围进行测定。测得的XRD谱图于图1与实施例1得到的HfRe

将上述方法制备得到的ZrRe

在0.5 M H

在1 M KOH溶液中，采用三电极反应装置，制备得到的ZrRe

实施例3

合成PrNi

①在手套箱中用分析天平称量出适当的镨金属的质量，然后按照1:2的比例计算出所需的镍粉的质量，再将称好的粉末倒入模具内，使用压片机将其压成直径8 mm的圆片。

②将压好的片和镨块叠放在一起，置于铜基台上，通过氩弧焊使样品充分反应后熔成均匀球状，冷却后取出样品。

合成出来的样品磨成粉末后使用X射线衍射装置进行测定。扫描速度采用5°/min，测定范围以2θ计在25°~55°的范围进行测定。测得的XRD谱图于图4进行示出。

将上述方法制备得到的样品应用于碱性条件下电催化分解水产氢，其具体步骤为：

在1 M KOH溶液中，采用三电极反应装置，制备得到的样品磨成粉压成直径8 mm的薄片夹在电极上作为工作电极，碳棒为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，在电场辅助下，测试溶液中电催化分解水产氢时电流随电压的变化。测试得到的线性循环伏安图于图5示出。

实施例4

合成NbCo

①在手套箱中用分析天平称量出适当的钴片的质量，然后按照1:2的比例计算出所需的铌粉的质量，再将称好的粉末倒入模具内，使用压片机将其压成直径8 mm的圆片。

②将压好的片和钴片叠放在一起，置于铜基台上，通过氩弧焊使样品充分反应后熔成均匀球状，冷却后取出样品。

合成出来的样品磨成粉末后使用X射线衍射装置进行测定。扫描速度采用5°/min，测定范围以2θ计在30°~50°的范围进行测定。测得的XRD谱图于图6示出。

将上述方法制备得到的样品应用于酸性条件下电催化分解水产氧，其具体步骤为：

在0.5 M H