本發(fā)明屬于催化劑制備領(lǐng)域，具體是一種制備高活性電解水產(chǎn)氫催化劑方法。

背景技術(shù)：

1、氫能作為一種資源豐富、無二次污染的“綠色能源”，被認(rèn)為是后石油時(shí)代解決能源危機(jī)和環(huán)境危機(jī)的理想能源之一。其中電解水析氫技術(shù)因反應(yīng)高效、易控、無污染等特點(diǎn)而逐漸成為研究熱點(diǎn)。電解水析氫技術(shù)獲得的產(chǎn)品清潔、純度高，還可以將電能間接儲(chǔ)存為化學(xué)能待利用。在燃料電池中，利用催化劑將氫能變換為電能，實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)循環(huán)利用。

2、公告號(hào)為cn108315758b的專利公開了一種電解水產(chǎn)氫催化劑及其制備方法，方法包括：將硝酸鈷和檸檬酸鈉溶于水中形成溶液a；將亞鐵氰化鉀溶于水中形成溶液b；將溶液a和溶液b在攪拌下充分混合，再在室溫下老化至少24h，然后分離，得到沉淀物，用水和乙醇分別洗滌，干燥，制得前驅(qū)體；將所得前驅(qū)體在惰性氣氛下升溫至600-750℃煅燒至少1h，收集煅燒產(chǎn)物即得第一種。第二種結(jié)構(gòu)是在第一種結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步用無機(jī)酸浸泡而得。

3、該專利在制備催化劑時(shí)采用水熱法，容易水解不均勻，難以制得粒徑均勻的多孔結(jié)構(gòu)，因此，我們提出了一種制備高活性電解水產(chǎn)氫催化劑方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種制備高活性電解水產(chǎn)氫催化劑方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)在制備催化劑時(shí)采用水熱法，容易水解不均勻，難以制得粒徑均勻的多孔結(jié)構(gòu)的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種制備高活性電解水產(chǎn)氫催化劑方法，包括如下步驟：

3、s1、熱分解法制備多面體硅模板：

4、s11、清洗模板并對(duì)其拋光處理，將硅前體溶解于有機(jī)溶劑中制得硅前體溶液；

5、s12、連接夾持裝置和噴涂裝置：夾持裝置包括支撐板，支撐板固定連接有氣缸，氣缸的輸出端固定連接有移動(dòng)板，移動(dòng)板上開有十字滑槽，移動(dòng)板上安裝有支撐架，支撐架靠近移動(dòng)板一側(cè)固定連接有第一電機(jī)，第一電機(jī)的輸出端固定連接有第一連桿，第一連桿垂直于第一電機(jī)的輸出端，第一連桿遠(yuǎn)離第一電機(jī)的一端鉸接有第二連桿，且第一連桿鉸接于第二連桿距離第一電機(jī)三分之一處，第二連桿的端部鉸接有夾爪，第二連桿距離第一電機(jī)三分之二處固定連接有滑塊，滑塊與十字滑槽滑動(dòng)配合；

6、s13、噴涂硅前體膜：硅前體溶液注入噴涂裝置，驅(qū)動(dòng)氣缸以平移方式移動(dòng)夾爪，將硅前體溶液噴涂在模板上形成硅前體膜；

7、s14、熱分解硅前體膜：將覆蓋有硅前體膜的模板置于高溫爐中，在350-450℃下進(jìn)行熱分解，制得硅模板；

8、s2、對(duì)多面體硅模板刻蝕開孔，制得多孔硅模板：將刻蝕氣體氣流注入噴涂裝置，驅(qū)動(dòng)氣缸和第一電機(jī)，改變氣缸位移和第一電機(jī)轉(zhuǎn)向，使多面體硅模板以曲線方式移動(dòng)，刻蝕氣體氣流通過噴涂裝置在多面體硅模板上刻蝕多孔結(jié)構(gòu)，制得多孔硅模板；

9、s3、電沉積法制備moo3-x(oh)x：將夾持裝置安裝在電解槽上方，夾爪夾持多孔硅模板以曲線方式移動(dòng)，與電源陰極間歇性連接，以鉬酸銨為電解液，將鉬電沉積在多孔硅模板的多孔結(jié)構(gòu)上，制得moo3-x(oh)x；

10、s4、moo3-x(oh)x硫化制得多孔二硫化鉬；

11、s5、多孔二硫化鉬摻雜co，制得mos2/co催化劑。

12、本方案的原理及有益效果：

13、本方案采用噴涂裝置將硅前體溶液均勻噴涂在模板上，再采用刻蝕對(duì)硅模板開孔獲得結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、孔徑均勻的多孔硅模板，采用電沉積法將鉬沉積在多孔硅模板上再進(jìn)行硫化、摻雜熱解，以制得催化性能優(yōu)秀、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的mos2/co催化劑。

14、本方案只啟動(dòng)氣缸時(shí)，實(shí)現(xiàn)夾爪的平移，啟動(dòng)第一電機(jī)時(shí)，第一電機(jī)帶動(dòng)第一連桿轉(zhuǎn)動(dòng)，由于滑塊在十字滑槽內(nèi)滑動(dòng)對(duì)第一連桿進(jìn)行限位，第一連桿繞移動(dòng)板做曲線運(yùn)動(dòng)，通過改變氣缸位移和第一電機(jī)轉(zhuǎn)向，實(shí)現(xiàn)多面體硅模板的曲線移動(dòng)，相較于水熱法制備多孔結(jié)構(gòu)，本方案利用電化學(xué)法結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行刻蝕開孔，能夠制得孔徑均勻的多孔硅前體，為后續(xù)制備催化劑時(shí)提供穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，并且相較于水熱法制備多孔結(jié)構(gòu)的單一性，多面體硅模板的曲線移動(dòng)能夠在刻蝕時(shí)實(shí)現(xiàn)多種形狀的開孔。解決了現(xiàn)有技術(shù)在制備催化劑時(shí)采用水熱法，容易水解不均勻，難以制得粒徑均勻的多孔結(jié)構(gòu)的問題。

15、除此之外，本方案中的裝置相互配合，能夠?qū)崿F(xiàn)一機(jī)多用，減少了設(shè)備的成本，提高了設(shè)備利用率。

16、進(jìn)一步，所述s12中噴涂裝置包括送料管和輻射管，送料管與輻射管同軸開有送料通道，送料管外側(cè)壁對(duì)稱開有第一凹槽，輻射管內(nèi)側(cè)壁對(duì)稱開有第二凹槽，第一凹槽和第二凹槽均呈半球形，第一凹槽和第二凹槽組合形成球形槽，球形槽內(nèi)置限位球，限位球與球形槽抵觸，限位球一側(cè)通過連接件與輻射管鉸接。

17、有益效果：由于送料管與輻射管之間的球形槽內(nèi)放置有限位球，液體或氣流的沖擊使得輻射管小幅度轉(zhuǎn)動(dòng)，使得經(jīng)過送料通道的液體或氣流在噴出時(shí)呈圓圈狀，增大了液體或氣流的散射面，提高加工效率。

18、進(jìn)一步，所述s12中送料通道的內(nèi)徑自上而下遞增。

19、有益效果：送料通道的內(nèi)徑自上而下遞增使得送料通道呈喇叭狀，在等體積的液體或氣流下，增大了其散射面積，提高了加工效率。

20、進(jìn)一步，所述s12中送料通道轉(zhuǎn)動(dòng)連接有扇葉。

21、有益效果：由于送料管與輻射管之間的球形槽內(nèi)放置有限位球，液體或氣流的沖擊使得輻射管小幅度轉(zhuǎn)動(dòng)，使得扇葉同向轉(zhuǎn)動(dòng)，使得經(jīng)過送料通道的液體或氣流在噴出時(shí)呈圓圈狀，增大了液體或氣流的散射面，提高加工效率。

22、進(jìn)一步，所述s3中電沉積的工作參數(shù)為：以每平方厘米沉積區(qū)0.1-400毫安的電流密度，接通電源進(jìn)行電沉積0.5-60min。

23、進(jìn)一步，所述s4中moo3-x(oh)x與硫粉依次放入反應(yīng)器中，在400-800℃下進(jìn)行硫化反應(yīng)，制得多孔二硫化鉬。

24、進(jìn)一步，反應(yīng)器包括殼體，殼體側(cè)壁上部連通有進(jìn)料管，殼體頂部和底部分別連通有排氣管和出料管，出料管能夠和進(jìn)料管連通，殼體滑動(dòng)配合有打磨盤，打磨盤呈漏斗狀，打磨盤內(nèi)壁轉(zhuǎn)動(dòng)連接有若干打磨球，打磨球內(nèi)設(shè)有加熱組件，打磨盤底部連通有中空轉(zhuǎn)軸，中空轉(zhuǎn)軸位于出料口上方，中空轉(zhuǎn)軸自上而下依次連接有閥門和往復(fù)驅(qū)動(dòng)組件，往復(fù)驅(qū)動(dòng)組件用于驅(qū)動(dòng)打磨盤往復(fù)抖動(dòng)；

25、往復(fù)驅(qū)動(dòng)組件包括套設(shè)在中空轉(zhuǎn)軸上的圓柱凸輪和第一斜齒輪，圓柱凸輪通過支撐桿與殼體內(nèi)壁固定連接，第一斜齒輪嚙合有第二斜齒輪，第二斜齒輪同軸固定連接有第二電機(jī)，第二電機(jī)與殼體內(nèi)壁固定連接。

26、有益效果：第二電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)能夠帶動(dòng)第一斜齒輪和第二斜齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將動(dòng)力傳輸至中空轉(zhuǎn)軸，由于中空轉(zhuǎn)軸上圓柱凸輪的限位，中空轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)還能沿豎向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)打磨盤同時(shí)實(shí)現(xiàn)沿豎向往復(fù)滑動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，在打磨球中的加熱組件對(duì)硫粉和moo3-x(oh)x進(jìn)行加熱的同時(shí)，使得硫粉和moo3-x(oh)x翻轉(zhuǎn)，從而受熱均勻，以縮短硫化反應(yīng)時(shí)間，更快制得多孔二硫化鉬。

27、進(jìn)一步，所述s5中將氯化鈷溶液和多孔二硫化鉬依次放入反應(yīng)器中，在300-500℃下進(jìn)行熱解，制得mos2/co催化劑。