本發(fā)明屬于電催化析氫反應催化劑，具體涉及一種ptrhte三元合金納米纖維材料及其制備方法與應用。

背景技術：

1、隨著人類社會的發(fā)展,傳統(tǒng)的三大能源(煤、石油、天然氣)已不能滿足人們的需求，且傳統(tǒng)能源還會對氣候和環(huán)境帶來不可逆的影響。因此，研究和開發(fā)新能源已經(jīng)引起了人們的廣泛關注。氫氣由于其具有能量密度高、可循環(huán)利用和綠色環(huán)保等優(yōu)點，被認為是一種理想的能源載體。電解水制氫具有產(chǎn)品純度高、工藝簡單、對環(huán)境友好等優(yōu)點從而備受關注。為了能夠實現(xiàn)高效穩(wěn)定的電解水產(chǎn)氫，性能優(yōu)異且穩(wěn)定的析氫催化劑至關重要。在實際的產(chǎn)氫工藝中，許多基于貴金屬的催化劑憑借其優(yōu)異的催化性能而被廣泛投入使用。目前，已商業(yè)化的pt/c是公認的性能優(yōu)異的析氫催化劑，但其高昂的價格和稀缺的儲量等缺點也同時限制了大規(guī)模的應用。

2、一維納米晶體材料(例如納米棒、納米管、納米線)表現(xiàn)出了一系列特殊的光學、電學、磁學以及催化性質，并且這些性質與納米晶體材料本身的尺寸、形貌等有著密切聯(lián)系。目前報道的對于這類材料的合成方法主要包括模板輔助合成法、氣相沉積法以及膠體化學法。模板輔助合成法是選用孔徑為納米級到微米級的多孔材料為模板，結合電化學沉積、溶膠-凝膠以及化學氣相沉積等技術，使物質原子或離子進入模板的納米級孔洞中，從而形成所需的納米結構。但是其局限性在于采用模板法輔助合成制備一維納米線的前提是必須要有高質量的納米級孔洞模板，制得的納米線的長度、直徑及形貌嚴格受制于模板的規(guī)模和形貌，很難得到理想長徑比的一維納米線結構。因此，開發(fā)低成本、高效率的電解水催化劑已成為目前亟待解決的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種ptrhte三元合金納米纖維材料及其制備方法與應用。本發(fā)明制備方法簡單通用，成本低廉，所得ptrhte三元合金納米纖維材料表現(xiàn)出優(yōu)異的電催化活性和穩(wěn)定性。

2、為解決現(xiàn)有技術問題，本發(fā)明采取的技術方案為：

3、一種ptrhte三元合金納米纖維材料的制備方法，包括以下步驟：

4、步驟1，用一鍋水熱法制備te納米線前驅體溶液

5、將亞碲酸鈉和pvp加入水中，攪拌后，再滴入氨水調節(jié)ph，加入水合肼還原，采用水熱法制備te納米線前驅體溶液；

6、步驟2，將te納米線前驅體經(jīng)過離心，洗滌，得黑色前驅體，溶解于水中得前驅體溶液；

7、步驟3，以乙二醇作為溶劑，將氯化銠溶液加入黑色前驅體溶液中，高溫油浴條件下進行反應1h，加入氯鉑酸溶液繼續(xù)反應，離心，并對沉淀進行洗滌、干燥，得到ptrhte三元合金納米纖維材料。

8、作為改進的是，所述水熱法的溫度為180℃。

9、作為改進的是，步驟3中所述黑色前驅體、氯化銠、氯鉑酸的摩爾比為1:6:3。

10、作為改進的是，步驟3中高溫油浴的溫度為190℃，反應時間2h。

11、上述任一種制備方法制得的ptrhte三元合金納米纖維材料，所述ptrhte三元合金納米纖維材料為一維線狀結構，且pt和rh納米粒子均勻地生長在前驅體te納米線上，納米線直徑為20nm，晶面間距為0.226nm，對應了ptrh的101晶面。用te納米線作為還原劑，分布置換出pt和rh，從而發(fā)揮合金的協(xié)同效應，直徑20nm的超薄尺寸單元可以提高pt和rh的利用率，提供更多的活性位點；自犧牲的模板法策略增強了結構的析氫催化反應的穩(wěn)定性；獨特的中空線狀結構可以增強電子的傳輸擴散效率。

12、上述ptrhte三元合金納米纖維材料在電催化析氫反應中作為催化劑的應用。

13、有益效果：

14、與傳統(tǒng)的制備方法相比，本發(fā)明通過模板法制備ptrhte三元合金的一維納米線狀結構，工藝簡便易行，便于操作，有利于規(guī)?；a(chǎn)；得到的合金納米纖維形貌均一。與傳統(tǒng)的水熱法等方法相比，該方法操作簡單、快捷，制備得到的合金納米纖維材料結構均勻、純度高，可實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。

15、另外，本發(fā)明方法制備得到的ptrhte三元合金納米纖維材料具有形貌均一、電催化活性優(yōu)異、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，顯示出對析氫反應的優(yōu)異電催化活性。

技術特征：

1.一種ptrhte三元合金納米纖維材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種ptrhte三元合金納米纖維材料的制備方法，其特征在于，所述水熱法的溫度為180℃。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種ptrhte三元合金納米纖維材料的制備方法，其特征在于，步驟3中所述黑色前驅體、氯化銠、氯鉑酸的摩爾比為1:6:3。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種ptrhte三元合金納米纖維材料的制備方法，其特征在于，步驟3中高溫油浴的溫度為190℃，反應時間2h。

5.基于權利要求1-4中任一種制備方法制備得到的ptrhte三元合金納米纖維材料，其特征在于，所述ptrhte三元合金納米纖維材料為一維線狀結構，且pt和rh納米粒子均勻地生長在前驅體te納米線上，顆粒直徑約為20nm，晶面間距為0.226nm，對應了ptrh的101晶面。

6.基于權利要求5所述的ptrhte三元合金納米纖維材料在析氫反應中作為催化劑的應用。

技術總結
本發(fā)明公開了一種PtRhTe三元合金納米纖維材料及其制備方法與應用，該制備方法包括以下步驟：1)以Na<subgt;2</subgt;TeO<subgt;3</subgt;為原料，水合肼作為還原劑，PVP作為分散穩(wěn)定劑，采用水熱法，隨后洗滌、離心，溶解于水中得到Te納米線前驅體溶液；2)將Te納米線前驅體經(jīng)過離心，洗滌，得黑色前驅體，溶解于水中得前驅體溶液；3)取前驅體溶液，以乙二醇作為溶劑，將氯化銠溶液加入，高溫油浴反應后，再加入氯鉑酸溶液，再反應1h，并對沉淀進行洗滌、干燥得到所述PtRhTe三元合金納米纖維材料。本發(fā)明方法采用了自犧牲的模板策略，制得的納米纖維材料具有獨特的一維線狀結構，與傳統(tǒng)制備析氫電催化劑材料的方法相比，該方法工藝步驟簡單、操作容易、可實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。

技術研發(fā)人員：徐林,唐士豐,張臻博,唐亞文
受保護的技術使用者：南京師范大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/5/22