申请/专利权人：中国科学院合肥物质科学研究院

申请日：2024-01-04

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN117504750B

主分类号：B01J13/00

分类号：B01J13/00;C25B11/091;C25B1/04;C25B11/067;C25B11/054

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.05#授权;2024.02.27#实质审查的生效;2024.02.06#公开

摘要：本发明属于气凝胶材料技术领域，具体涉及一种低Pt负载MXene‑碳纳米管气凝胶薄膜及制备方法和应用。本发明在MXene纳米片胶体悬浮液中加入H2PtCl6溶液得到Pt@MXene纳米片悬浮液，与碳纳米管悬浮液混合后置于预先在液氮中冷却的金属板表面快速冷冻，然后冷冻干燥，即获得具有垂直多孔结构的低Pt负载MXene‑碳纳米管气凝胶薄膜材料。该气凝胶薄膜材料具有超亲水性、水下超疏气性和高机械强度，能够作为自支撑一体化工业电解水制氢电极使用，解决了现有工业电解水制氢催化剂易脱落、气泡不能及时脱附的缺点，促进了电解液传输和气体脱附，在工业级电流密度下具有高催化活性和长期稳定性。

主权项：1.一种低Pt负载MXene-碳纳米管气凝胶薄膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、将LiF加入到HCl溶液中，制得复合刻蚀液，所述HCl溶液的浓度为5.0-7.0M，LiF在HCl溶液中的添加量为0.06-0.1gmL；将Ti3AlC2粉末缓慢添加到复合刻蚀液中，混合搅拌得到胶体溶液，胶体溶液经去离子水洗涤后分离出固体并干燥，得到MXene纳米片，将MXene纳米片分散到去离子水中，分散浓度为60-100mgmL，得到MXene胶体悬浮液；S2、在MXene胶体悬浮液中缓慢加入H2PtCl6溶液，生成的悬浮液中Pt负载MXene纳米片上，记为Pt@MXene纳米片悬浮液；所述H2PtCl6溶液的浓度为10-30mgmL，H2PtCl6溶液中的H2PtCl6与MXene胶体悬浮液中的MXene纳米片的质量比为0.5-3:100；S3、配制碳纳米管悬浮液，在超声处理下将Pt@MXene纳米片悬浮液与碳纳米管悬浮液混合，得到混合悬浮液；所述碳纳米管悬浮液的浓度为10-30mgmL，Pt@MXene纳米片悬浮液与碳纳米管悬浮液的混合体积比为1:7；S4、将金属板预先在液氮中冷却，然后将混合悬浮液置于金属板表面快速冷冻，再冷冻干燥制得厚度为0.4-1mm的气凝胶薄膜，所述气凝胶薄膜中Pt负载的MXene纳米片与碳纳米管相互交错重叠形成竖直多孔，即为低Pt负载MXene-碳纳米管气凝胶薄膜，该薄膜用作自支撑一体化工业电解水制氢电极。

全文数据：

权利要求：

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