一种银复合催化材料及其制备方法和应用与流程

本申请属于催化，尤其涉及一种银复合催化材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、全球人口总量的持续增长，导致人类对化石能源的消耗量也在不断增长。然而，目前全球化石能源总量在不断下降，同时大量的化石能源消耗导致了严重的环境污染，寻找新的可替代能源越来越受到人们的关注。氢气作为绿色清洁能源，越来越受到人们的重视。电解水制氢作为目前的主流技术之一，具有技术成熟，成本低的优点。但是，由于电解水过程中阳极侧的产物是氧气，从而导致过高的过电位，需要较高的能耗，且得到的氢气不纯，分离困难等，进而使得电解水制氢的效率低。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种银复合催化材料及其制备方法和应用，旨在解决电解制氢过程中过电位高，能耗高的问题。

2、为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

3、第一方面，本申请提供一种银复合催化材料，该银复合催化材料包括镍载体和负载于镍载体上的金属银；该镍载体的表面具有凹陷结构，部分金属银分布在该凹陷结构中。

4、在本申请实施例的银复合催化材料中，以镍作为载体，以金属银作为活性组分，由于镍优异的核外电子结构，可以与金属银很好地结合成一体，有助于通过协同作用提高金属银的催化活性。同时，镍载体的表面具有特殊的凹陷结构，能够对活性组分，即金属银产生限域作用，提升银复合催化材料的催化活性；且凹陷结构能够对金属银进行很好地锚定，使金属银与镍载体很好地结合，有助于提高金属银在银复合催化材料中的负载牢固度。本申请实施例在特定结构的镍载体与活性组分金属银的共同作用下，能够在低电位、低能耗的条件下催化电解制氢；且由于金属银具有很好的负载牢固度，本申请实施例的银复合催化材料还具有优异的催化稳定性，能够在长时间反应后重复利用。

5、第二方面，本申请提供一种银复合催化材料的制备方法，包括如下步骤：采用表面改性剂对镍载体进行表面改性处理，使镍载体的表面形成凹陷结构；在表面具有凹陷结构的镍载体上负载金属银。

6、本申请实施例在镍载体表面制造出凹陷结构，可以直接在表面具有凹陷结构的镍载体上负载金属银，制备方法简单。

7、第三方面，本申请提供上述银复合催化材料的应用，是将上述银复合催化材料应用于电解制氢。本申请实施例的银复合催化材料对电解制氢具有优异的电催化活性，可以作为电解制氢的催化剂和/或电极，能够在低过电位下实现电解制氢。

技术特征：

1.一种银复合催化材料，其特征在于，所述银复合催化材料包括镍载体和负载于所述镍载体上的金属银；所述镍载体的表面具有凹陷结构，部分所述金属银分布在所述凹陷结构中。

2.根据权利要求1所述银复合催化材料，其特征在于，所述金属银在所述银复合催化材料中的质量含量为0.1％～1％；

3.根据权利要求2所述银复合催化材料，其特征在于，所述金属银在所述银复合催化材料中的质量含量为0.1％～0.5％；

4.一种银复合催化材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：采用表面改性剂对镍载体进行表面改性处理，使所述镍载体的表面形成凹陷结构；在表面具有所述凹陷结构的所述镍载体上负载金属银。

5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述表面改性剂包括l-精氨酸、组氨酸、赖氨酸中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述制备方法，其特征在于，所述表面改性处理的方法包括水热处理法；

7.根据权利要求6所述制备方法，其特征在于，所述水热处理的温度为80～180℃，所述水热处理的时间为8～16h；

8.根据权利要求7所述制备方法，其特征在于，将表面具有所述凹陷结构的所述镍载体与所述银离子溶液进行混合处理的步骤包括：将表面具有所述凹陷结构的所述镍载体加入所述银离子溶液中；

9.一种银复合催化材料的应用，其特征在于，所述应用是将权利要求1至3中任一项所述银复合催化材料或权利要求4至8任一项所述方法制得的银复合催化材料应用于电解制氢。

10.根据权利要求9所述应用，其特征在于，所述电解制氢的步骤包括：以所述银复合催化材料作为阳极，并设置阴极，对电解液进行电解处理；所述电解液含有醛类物质；

技术总结
本申请涉及催化技术领域，尤其涉及一种银复合催化材料及其制备方法和应用。该银复合催化材料包括镍载体和负载于该镍载体上的金属银；该镍载体的表面具有凹陷结构，部分金属银分布在该凹陷结构中。本申请的银复合催化材料在特定结构的镍载体与活性组分金属银的共同作用下，能够在低电位、低能耗的条件下催化电解制氢；且由于金属银具有很好的负载牢固度，本申请的银复合催化材料还具有优异的催化稳定性，能够在长时间反应后重复利用。

技术研发人员：张岩,陈杰安,吴锦栋,廖三阳子,廖志鹏
受保护的技术使用者：深圳湾实验室
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14