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专利号: 2025100781004
申请人: 陕西科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 一般的物理或化学的方法或装置
更新日期:2026-02-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.三维多孔Pt/N-MXene催化剂的制备方法,其特征在于:具体包括如下步骤:步骤1,制备片层MXene;所述步骤1的具体过程为:

步骤1.1,配制LiF/HCl混合溶液;所述步骤1.1的具体过程为:

称取1.6~2.4 g氟化锂粉末,量取15~30 mL浓盐酸、5~10 mL的去离子水,将氟化锂粉末、浓盐酸、去离子水倒入聚四氟乙烯瓶中,使用磁力搅拌器加热45℃~65℃,使氟化锂粉末在盐酸中充分溶解,得到LiF/HCl混合溶液;

步骤1.2,根据步骤1.1和步骤1所得产物制备片层MXene;

步骤2,根据步骤1所得产物制备三维多孔N-MXene载体;

所述步骤2的具体过程为:步骤2.1,将三聚氰胺质子化;

所述步骤2.1的具体过程为:将2~4 g三聚氰胺分散于30~60 mL无水酒精中,剧烈搅拌1.5~2 h,然后加入6 mL浓盐酸,混合搅拌2~4 h,然后用水和乙醇离心洗涤2~5次,真空干燥箱60 ℃干燥,最后,将固体磨成粉末,得到被质子化的三聚氰胺粉末;

步骤2.2,根据步骤1所得产物配制MXene悬浮液;

步骤2.3,将经步骤2.1质子化后的三聚氰胺分散在去离子水中,然后加入到步骤2.2配制好的MXene悬浮液中,超声搅拌后,悬浮液出现絮凝和沉淀,然后将混合后的溶液冻干24~48 h,得到N-MXene前驱体;

步骤2.4,将冻干后的N-MXene前驱体放入管式炉中,通入H2/Ar混合气体,从室温加热至350℃,保存10~30 min,然后继续加热至550℃保温2~3 h,加热速率为,得到三维多孔N-MXene载体;

步骤3,根据步骤3所得产物制备三维多孔Pt/N-MXene催化剂;

所步骤3的具体过程为:取0.3~0.5 g固体N-MXene载体,加入20~40 mL水、加入4~8mg的,混合后超声30~60 min,60℃~80℃烘干12~24 h,将烘干后的产物放入管式炉进行还原反应,通入H2/Ar混合气体,还原温度为200~500℃;还原时间为3~5 h;还原压力为0.1~0.13 MPa,得到三维多孔Pt/N-MXene催化剂。

2.根据权利要求1所述的三维多孔Pt/N-MXene催化剂的制备方法,其特征在于:所述步骤1.2的具体过程为:将1~1.5 gTi3AlC2 MAX相粉末加入LiF/HCl混合溶液中,以350 rpm~650 rpm的转速搅拌,蚀刻24~48 h,反应完成后,将反应液倒入塑料离心管,用去离子水洗涤,以3500 rpm~5500 rpm的转速离心5~15 min,倒去上层清液,补加去离子水后再次离心,反复洗涤至上层清液pH呈中性,弃去上层清液,将沉淀物分散在100 mL~200 mL去离子水中在冰水浴中超声处理2~3 h,然后对分散液进行离心处理,取暗绿色上层清液,即为单片层MXene分散液,将MXene分散液再冻干24~48 h,得到片层的MXene。

3.三维多孔Pt/N-MXene催化剂,采用权利要求1~2任一权利要求所述的三维多孔Pt/N-MXene催化剂的制备方法制得。