一種Ru-MoO3-x/rGO復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用 技術(shù)領(lǐng)域 [0001] 本發(fā)明涉及一種含Ru復(fù)合材料，更具體的涉及一種Ru-MoO3-x/rGO復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域。 背景技術(shù) [0002] 隨著社會的發(fā)展，人們對能源的需求越來越大，尋找并開發(fā)可持續(xù)且高效的清潔能源來代替有限的化石燃料已經(jīng)引起了全球的關(guān)注。近年來，燃料電池的開發(fā)利用，進(jìn)一步拓寬了能源領(lǐng)域的研究范圍。然而，在設(shè)計(jì)燃料電池的過程中，仍然存在一些急需解決的問題：一是在電解水的過程中，燃料電池陰極發(fā)生的氫析出反應(yīng)（簡稱HER）過電位較高；二是在催化過程中，活性組分容易團(tuán)聚，導(dǎo)致活性下降。有研究表明，Pt基催化劑被認(rèn)為是催化HER最有效的催化劑。但是Pt基催化劑由于金屬Pt儲量有限、成本過高使得Pt基催化劑難以大規(guī)模應(yīng)用，最終導(dǎo)致燃料電池的商業(yè)化進(jìn)程受到阻礙。因此，開發(fā)可替代Pt的高活性、高穩(wěn)定性、低成本的HER電催化劑對設(shè)計(jì)燃料電池起著至關(guān)重要的作用。 [0003] 經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，過渡金屬氧化物因其可調(diào)金屬活性中心價(jià)態(tài)在堿性條件下展現(xiàn)了優(yōu)異的析氧性能，如CoO，Co3O4，NiO，MoO3等，例如Yin課題組利用多元醇法可控合成了多孔CoO納米片，通過調(diào)節(jié)表面O空缺量，加快了電子轉(zhuǎn)移，進(jìn)而優(yōu)化了析氧性能。也就是說，通過調(diào)節(jié)表面O空缺含量，增加活性位點(diǎn)中心，可優(yōu)化電催化過程。同時(shí)，金屬氧化物中通過調(diào)節(jié)表面O空缺含量優(yōu)化析氫反應(yīng)（HER）的報(bào)道較少。特別是引入活性金屬Ru來調(diào)節(jié)O空缺含量優(yōu)化催化性能尚未見報(bào)道。 發(fā)明內(nèi)容 [0004] 本發(fā)明目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種Ru-MoO3-x/rGO復(fù)合材料，同時(shí)給出了其制備方法和應(yīng)用，旨在提供一種新型、高效的析氫反應(yīng)催化劑。 [0005] 為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供了一種Ru-MoO3-x/rGO復(fù)合材料，包括rGO基底，所述rGO基底上具有Ru-MoO3-x納米晶，所述Ru-MoO3-x納米晶包括均勻復(fù)合的Ru和MoO3-x，所述Ru均勻修飾在MoO3-x表面，其中x取值范圍為0 3。 ~ [0006] 本發(fā)明的Ru-MoO3-x/rGO復(fù)合材料為介穩(wěn)定態(tài)結(jié)構(gòu)，通過Ru（釕）的引入，增加了MoO3-x/rGO中O空缺含量，展現(xiàn)了與商業(yè)Pt/C媲美的析氫性能。 [0007] 本發(fā)明還提供了一種Ru-MoO3-x/rGO復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟： [0008] 第一步、將rGO溶解于水中，然后加入聚二烯二甲基氯化銨溶液（簡稱PDDA）進(jìn)行表面修飾后，干燥得到rGO-PDDA； [0009] 第二步、將rGO-PDDA溶解于水中，再依次加入Na2MoO4?2H2O和[Ru(NH3)6]Cl3，攪拌均勻后，分散沉降、離心分離得到產(chǎn)物； [0010] 第三步、將產(chǎn)物經(jīng)真空干燥后，在700?℃溫度條件下進(jìn)行碳化反應(yīng)，得到Ru-MoO3-x/rGO復(fù)合材料。 [0011] 本發(fā)明為了控制活性組份分散性，避免在催化過程中引起活性組分團(tuán)聚而導(dǎo)致的活性降低，引入了rGO（還原氧化石墨烯）作為修飾的基底材料。在rGO基底上原位修飾Ru-MoO3-x納米晶，以酸性電解質(zhì)下HER為探針，研究了O空缺含量變化對HER的影響，發(fā)現(xiàn)O空缺含量越高，催化活性越好。為設(shè)計(jì)更廣泛的電催化劑開辟了新的途徑。 [0012] 本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步限定為，第二步中，將去離子水與無水乙醇按照體積比 1:3混合均勻得到分散液，反應(yīng)產(chǎn)物采用分散液進(jìn)行分散沉降。 [0013] 進(jìn)一步地，第三步中，真空干燥后，將產(chǎn)物放入管式爐中進(jìn)行高溫煅燒，爐內(nèi)溫度逐步升高至700?℃，升溫速率為2～5?℃?min-1。升溫速率優(yōu)選2?℃?min-1，即按照2?℃?min-1 升溫至700?℃，在700?℃下碳化反應(yīng)得到含有Ru-MoO3-x/rGO復(fù)合材料的產(chǎn)物。 [0014] 進(jìn)一步地，第三步中，碳化反應(yīng)的時(shí)間為90?min。 [0015] 進(jìn)一步地，第一步中，取60?mg的?rGO溶于水中，再加入3.5?mL聚二烯二甲基氯化銨溶液，聚二烯二甲基氯化銨溶液的濃度為20?wt.%?(20?g溶質(zhì)/100?g溶液)； [0016] 第二步中，先將0.3?mmol?的RuCl3?yH2O（y取值范圍為3～5）加入到5?mL的25%氨水溶液中，超聲分散得到[Ru(NH3)6]Cl3溶液，再取20?mg的rGO-PDDA溶于水中，然后加入0.1?mmol的Na2MoO4?2H2O和上述[Ru(NH3)6]Cl3溶液，攪拌24?h，得到反應(yīng)產(chǎn)物。 [0017] 進(jìn)一步地，第一步中，rGO是由GO還原得到的。 [0018] 本發(fā)明還提供了一種Ru-MoO3-x/rGO復(fù)合材料的應(yīng)用，所述復(fù)合材料在燃料電池中作為催化劑使用，特別是用作燃料電池析氫反應(yīng)的催化劑。