CN117265569A - 一种钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂及其制备方法和应用。所述催化剂以纳米球形貌的酚醛树脂前体为起始材料，通过溶剂法制备得到，并经过碳化处理形成纳米球形貌的碳气凝胶。随后，采用还原法将钌负载到碳气凝胶上，制得钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂。所述催化剂具有高比表面积和优异的催化性能，可广泛应用于电解重水制备氘气的领域。所述钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂表现出色的析氘活性和稳定性，可高效地催化重水中氘元素析出。本发明制备方法简单、可扩展性强，并且所得催化剂在高电流密度下仍保持良好的催化性能，具有较长的使用寿命。该催化剂具有高效的析氘性能，可在重水制备过程中发挥重要作用，具备广泛的实际应用前景。
Description
技术领域
本发明属于电催化材料技术领域，具体涉及一种钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
氘气是氢的同位素之一，其核含有一个质子和一个中子，相较于普通氢气（氘气核只含有一个质子），氘气具有较高的密度和热中性等特性。氘气在核能工业、医学同位素制备、材料研究、氢能源等领域广泛应用，尤其在核聚变、制备放射性药物、氢同位素示踪等方面有着重要作用。
传统氘气制备方法包括热交换、氢同位素交换反应等，这些方法通常需要高温高压下进行，操作复杂且设备投资较大。此外，传统方法产生氘气的效率不高，能耗较大，难以满足大规模氘气的需求。
随着电化学技术的发展，电解重水制氘气逐渐成为一种潜在的高效制氘方法。在电解重水过程中，需要高效稳定的催化剂来促进氘气的析出反应。因此，研究人员对性能稳定且高效的催化剂开发越来越感兴趣。传统的氘气催化剂往往存在催化活性低、稳定性差、寿命短等问题，限制了电解重水制氘的应用。
发明内容
针对传统氘气制备方法的局限性，本发明提出一种钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂及其制备方法和应用。该催化剂具有碳气凝胶的特性，结构稳定，具备高活性和长期稳定性，能够在电解重水制氘过程中高效催化氘气析出反应，为氘气制备提供了一种新的高效可行的途径。
为实现上述目的，本发明限定的一种钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂的制备方法，包括具体如下步骤：
1）将间苯二酚和含氮有机溶剂溶解到含有去离子水和无水乙醇的混合溶剂中，搅拌后向上述溶液中加入甲醛水溶液进一步反应，随后在静态条件下老化，通过离心将棕色RF树脂单球从反应混合物中分离出来并风干；
2）步骤1）所得到的RF树脂单球和碱性溶液混合，浸泡处理棕色RF树脂单球进行碳包覆处理，浸泡一段时间后，用去离子水清洗过滤出RF树脂单球；
3）将步骤2）的前驱体置于瓷舟中，使用管式炉在惰性气氛中进行高温煅烧处理，得到碳气凝胶纳米球；
4）将步骤3）得到的碳气凝胶纳米球和三氯化钌在研钵中加无水乙醇进行混合研磨，在红外灯的照射下烘干，然后将其转移至管式炉中以还原性气氛进行高温还原处理，待其降温后得到钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂。
进一步，本发明限定了步骤1）中含氮有机溶剂为氨水溶液、甲酰胺、乙酰胺以及三乙胺中的一种。
进一步，本发明限定了步骤1）中的去离子水和含氮有机溶剂的体积比为2~5:1。
进一步，本发明限定了步骤1）中的甲醛和间苯二酚的摩尔比为1~3:1。
进一步，本发明限定了步骤2）中的碱性溶液为KOH、NaOH中的一种，其中碱金属和RF树脂单球的质量比为0.5~2:1，浸泡时间为6~12h。
进一步，本发明限定了步骤3）中的高温碳化温度为600 ℃ ~900 ℃；碳化时间为1~3 h，优选2 h。
进一步，本发明限定了步骤4）中的金属钌和碳气凝胶纳米球的质量比为1~15:100。
进一步，本发明限定了步骤4）中的还原气氛为H2或CO，优选H2。高温还原温度为300℃~500 ℃；还原时间为2~4 h，优选3 h。气体鼓入的流速为10~60 mL/min，优选40 mL/min。
进一步，本发明限定了上述制备方法得到的催化剂为钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂。
进一步，本发明限定了所述的钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂作为催化剂在重水溶液中的析氘应用。
进一步，本发明限定了所述的应用，电解过程在单槽电解池中进行，采用三电极电解体系，将钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂作为工作电极，以石墨棒作为对电极，以Hg/HgO电极作为参比电极，以1 mol/L浓度的NaOD水溶液作为电解液，进行电化学测试。
进一步，本发明限定了所述的应用，工作电极的制备方法为：将催化剂加入杜邦nafion溶液和无水乙醇的混合液中，通过超声处理使催化剂在溶液中分散均匀，并将其涂覆在碳布上，最后使用红外灯烘干即得工作电极；其中杜邦nafion溶液和无水乙醇的体积比为0.5~2:9，优选为1:9。
本发明提供的一种钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂及其制备方法和应用。此催化剂通过特定的制备过程和组合，与现有技术相比，具备以下优点：
1. 高效析氘性能：本发明的钌基碳气凝胶纳米球催化剂在电解重水制氘过程中表现出高效的析氘性能。其精心设计的催化剂结构和组成确保了高活性位点的暴露和催化反应的有效接触，从而促进氘气的高效析出。
2. 降低成本和能耗：本发明采用了经济实用的合成方法和材料，能够降低制备催化剂的成本。同时，该催化剂具备高效催化性能，可在相对较低的温度和压力下实现氘气的析出，降低了制氘过程的能耗。
3. 避免传统方法的局限：相较于传统氘气制备方法，本发明催化剂的制备过程更为简便，无需高温高压等复杂设备，避免了传统方法中设备投资大、操作复杂等问题。
本发明的钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂有望在电解重水制氘领域取得重要应用。其高效析氘性能、长期稳定性和较低的成本和能耗将为氘气的制备提供新的解决方案。此催化剂的研发与应用，将为氢同位素应用领域带来显著的技术进步和经济效益。同时，其高效催化性能还有望在其他电催化材料技术领域获得广泛应用，为推动清洁能源技术发展贡献力量。
附图说明
图1为实施例1~4的比表面积以及应用于电解重水制氘时在1 M NaOD中10 mA/cm2时的过电位对比图；
图2为实施例5-9应用于电解重水制氘时在1 M NaOD中10 mA/cm2时的过电位对比图；
图3-图5为实施例7制得催化剂在不同倍数下的扫描电镜图像；
图6-图8为实施例7制得催化剂在不同倍数下的透射电镜图像；
图9为实施例7中负载Ru之前碳纳米球的X射线粉末衍射（XPS）表征结果；
图10为实施例7中负载Ru之后碳纳米球的X射线粉末衍射（XPS）表征结果；
图11为实施例7中催化剂上负载Ru的XPS精细谱图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1：一种钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂的制备方法及其应用（碳化温度：600 ℃）
将5 g间苯二酚和10 mL含氮有机溶剂溶解到含有300 mL去离子水和200 mL无水乙醇的混合溶剂中，30 ℃搅拌1 h后向上述溶液中加入7 mL甲醛水溶液(37 wt.％)，进一步反应12 h，随后在80 ℃静态条件下老化24 h。通过离心将棕色RF树脂单球从反应混合物中分离出来，并在100 ℃下风干24 h。称取1.5 g所得到的RF树脂单球分散在20 mL的1 MKOH溶液中，浸泡处理棕色RF树脂单球，浸泡8 h后，用去离子水清洗过滤出RF树脂单球，使用烘箱干燥处理后得到的RF树脂单球置于瓷舟中，使用管式炉在惰性气氛中在600℃下碳化处理2 h，从而得到碳气凝胶纳米球。称取100 mg得到碳气凝胶纳米球和10 mg三氯化钌在研钵中加无水乙醇进行混合研磨，在红外灯的照射下烘干，然后将其转移至管式炉中以氢气在350 ℃下进行高温还原处理3 h，待其降温后得到实施例1中的钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂。
实施例2：一种钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂的制备方法及其应用（碳化温度：700 ℃）
将5 g间苯二酚和10 mL含氮有机溶剂溶解到含有300 mL去离子水和200 mL无水乙醇的混合溶剂中，30 ℃搅拌1 h后向上述溶液中加入7 mL甲醛水溶液(37 wt.％)，进一步反应12 h，随后在80 ℃静态条件下老化24 h。通过离心将棕色RF树脂单球从反应混合物中分离出来，并在100 ℃下风干24 h。称取1.5 g所得到的RF树脂单球分散在20 mL的1 MKOH溶液中，浸泡处理棕色RF树脂单球，浸泡8 h后，用去离子水清洗过滤出RF树脂单球，使用烘箱干燥处理后得到的RF树脂单球置于瓷舟中，使用管式炉在惰性气氛中在700℃下碳化处理2 h，从而得到碳气凝胶纳米球。称取100 mg得到碳气凝胶纳米球和10 mg三氯化钌在研钵中加无水乙醇进行混合研磨，在红外灯的照射下烘干，然后将其转移至管式炉中以氢气在350 ℃下进行高温还原处理3 h，待其降温后得到实施例2中的钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂。
实施例3：一种钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂的制备方法及其应用（碳化温度：800 ℃）
将5 g间苯二酚和10 mL含氮有机溶剂溶解到含有300 mL去离子水和200 mL无水乙醇的混合溶剂中，30 ℃搅拌1 h后向上述溶液中加入7 mL甲醛水溶液(37 wt.％)，进一步反应12 h，随后在80 ℃静态条件下老化24 h。通过离心将棕色RF树脂单球从反应混合物中分离出来，并在100 ℃下风干24 h。称取1.5 g所得到的RF树脂单球分散在20 mL的1 MKOH溶液中，浸泡处理棕色RF树脂单球，浸泡8 h后，用去离子水清洗过滤出RF树脂单球，使用烘箱干燥处理后得到的RF树脂单球置于瓷舟中，使用管式炉在惰性气氛中在800℃下碳化处理2 h，从而得到碳气凝胶纳米球。称取100 mg得到碳气凝胶纳米球和10 mg三氯化钌在研钵中加无水乙醇进行混合研磨，在红外灯的照射下烘干，然后将其转移至管式炉中以氢气在350 ℃下进行高温还原处理3 h，待其降温后得到实施例3中的钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂。
实施例4：一种钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂的制备方法及其应用（碳化温度：900 ℃）
将5 g间苯二酚和10 mL含氮有机溶剂溶解到含有300 mL去离子水和200 mL无水乙醇的混合溶剂中，30 ℃搅拌1 h后向上述溶液中加入7 mL甲醛水溶液(37 wt.％)，进一步反应12 h，随后在80 ℃静态条件下老化24 h。通过离心将棕色RF树脂单球从反应混合物中分离出来，并在100 ℃下风干24 h。称取1.5 g所得到的RF树脂单球分散在20 mL的1 MKOH溶液中，浸泡处理棕色RF树脂单球，浸泡8 h后，用去离子水清洗过滤出RF树脂单球，使用烘箱干燥处理后得到的RF树脂单球置于瓷舟中，使用管式炉在惰性气氛中在900 ℃下碳化处理2 h，从而得到碳气凝胶纳米球。称取100 mg得到碳气凝胶纳米球和10 mg三氯化钌在研钵中加无水乙醇进行混合研磨，在红外灯的照射下烘干，然后将其转移至管式炉中以氢气在350 ℃下进行高温还原处理3 h，待其降温后得到实施例4中的钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂。
实施例5：一种钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂的制备方法及其应用（1 wt.% Ru负载量）
将5 g间苯二酚和10 mL含氮有机溶剂溶解到含有300 mL去离子水和200 mL无水乙醇的混合溶剂中，30 ℃搅拌1 h后向上述溶液中加入7 mL甲醛水溶液(37 wt.％)，进一步反应12 h，随后在80 ℃静态条件下老化24 h。通过离心将棕色RF树脂单球从反应混合物中分离出来，并在100 ℃下风干24 h。称取1.5 g所得到的RF树脂单球分散在20 mL的1 MKOH溶液中，浸泡处理棕色RF树脂单球，浸泡8 h后，用去离子水清洗过滤出RF树脂单球，使用烘箱干燥处理后得到的RF树脂单球置于瓷舟中，使用管式炉在惰性气氛中在700 ℃下碳化处理2 h，从而得到碳气凝胶纳米球。称取100 mg得到碳气凝胶纳米球和2 mg三氯化钌在研钵中加无水乙醇进行混合研磨，在红外灯的照射下烘干，然后将其转移至管式炉中以氢气在350 ℃下进行高温还原处理3 h，待其降温后得到实施例5中的钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂。
实施例6：一种钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂的制备方法及其应用（3 wt.% Ru负载量）
将5 g间苯二酚和10 mL含氮有机溶剂溶解到含有300 mL去离子水和200 mL无水乙醇的混合溶剂中，30 ℃搅拌1 h后向上述溶液中加入7 mL甲醛水溶液(37 wt.％)，进一步反应12 h，随后在80 ℃静态条件下老化24 h。通过离心将棕色RF树脂单球从反应混合物中分离出来，并在100 ℃下风干24 h。称取1.5 g所得到的RF树脂单球分散在20 mL的1 MKOH溶液中，浸泡处理棕色RF树脂单球，浸泡8 h后，用去离子水清洗过滤出RF树脂单球，使用烘箱干燥处理后得到的RF树脂单球置于瓷舟中，使用管式炉在惰性气氛中在700 ℃下碳化处理2 h，从而得到碳气凝胶纳米球。称取100 mg得到碳气凝胶纳米球和6 mg三氯化钌在研钵中加无水乙醇进行混合研磨，在红外灯的照射下烘干，然后将其转移至管式炉中以氢气在350 ℃下进行高温还原处理3 h，待其降温后得到实施例6中的钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂。
实施例7：一种钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂的制备方法及其应用（5 wt.% Ru负载量）
将5 g间苯二酚和10 mL含氮有机溶剂溶解到含有300 mL去离子水和200 mL无水乙醇的混合溶剂中，30 ℃搅拌1 h后向上述溶液中加入7 mL甲醛水溶液(37 wt.％)，进一步反应12 h，随后在80 ℃静态条件下老化24 h。通过离心将棕色RF树脂单球从反应混合物中分离出来，并在100 ℃下风干24 h。称取1.5 g所得到的RF树脂单球分散在20 mL的1 MKOH溶液中，浸泡处理棕色RF树脂单球，浸泡8 h后，用去离子水清洗过滤出RF树脂单球，使用烘箱干燥处理后得到的RF树脂单球置于瓷舟中，使用管式炉在惰性气氛中在700 ℃下碳化处理2 h，从而得到碳气凝胶纳米球。称取100 mg得到碳气凝胶纳米球和10 mg三氯化钌在研钵中加无水乙醇进行混合研磨，在红外灯的照射下烘干，然后将其转移至管式炉中以氢气在350 ℃下进行高温还原处理3 h，待其降温后得到实施例7中的钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂。
实施例8：一种钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂的制备方法及其应用（10 wt.% Ru负载量）
将5 g间苯二酚和10 mL含氮有机溶剂溶解到含有300 mL去离子水和200 mL无水乙醇的混合溶剂中，30 ℃搅拌1 h后向上述溶液中加入7 mL甲醛水溶液(37 wt.％)，进一步反应12 h，随后在80 ℃静态条件下老化24 h。通过离心将棕色RF树脂单球从反应混合物中分离出来，并在100 ℃下风干24 h。称取1.5 g所得到的RF树脂单球分散在20 mL的1 MKOH溶液中，浸泡处理棕色RF树脂单球，浸泡8 h后，用去离子水清洗过滤出RF树脂单球，使用烘箱干燥处理后得到的RF树脂单球置于瓷舟中，使用管式炉在惰性气氛中在700 ℃下碳化处理2 h，从而得到碳气凝胶纳米球。称取100 mg得到碳气凝胶纳米球和20 mg三氯化钌在研钵中加无水乙醇进行混合研磨，在红外灯的照射下烘干，然后将其转移至管式炉中以氢气在350 ℃下进行高温还原处理3 h，待其降温后得到实施例8中的钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂。
实施例9：一种钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂的制备方法及其应用（15 wt.% Ru负载量）
将5 g间苯二酚和10 mL含氮有机溶剂溶解到含有300 mL去离子水和200 mL无水乙醇的混合溶剂中，30 ℃搅拌1 h后向上述溶液中加入7 mL甲醛水溶液(37 wt.％)，进一步反应12 h，随后在80 ℃静态条件下老化24 h。通过离心将棕色RF树脂单球从反应混合物中分离出来，并在100 ℃下风干24 h。称取1.5 g所得到的RF树脂单球分散在20 mL的1 MKOH溶液中，浸泡处理棕色RF树脂单球，浸泡8 h后，用去离子水清洗过滤出RF树脂单球，使用烘箱干燥处理后得到的RF树脂单球置于瓷舟中，使用管式炉在惰性气氛中在700 ℃下碳化处理2 h，从而得到碳气凝胶纳米球。称取100 mg得到碳气凝胶纳米球和30 mg三氯化钌在研钵中加无水乙醇进行混合研磨，在红外灯的照射下烘干，然后将其转移至管式炉中以氢气在350 ℃下进行高温还原处理3 h，待其降温后得到实施例9中的钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂。
图1为实施例1~4的比表面积以及应用于电解重水制氘时在1 M NaOD中10 mA/cm2时的过电位对比图；对比可见，实施例2，700℃时催化剂表现出最好的性能。在电催化中，催化剂的性能通常与催化剂的比表面积密切相关，较大的比表面积会提供更多的活性位点，从而增加反应的速率和效率，通过溶剂法制备碳气凝胶纳米球形貌，然后将钌负载到碳气凝胶上。碳化的温度在形成碳气凝胶的过程中起着关键作用，不同的碳化温度会导致不同的碳气凝胶性质，特别是比表面积的差异。当碳化温度较低时，较低的碳化温度会产生较大的孔隙结构，从而升高温度会增加比表面积。随着温度的升高，通常来说，较高的碳化温度会导致更多的碳原子聚集在一起，使得材料的孔隙结构更加致密。因此，随着碳化温度的不断升高，碳气凝胶的比表面积会降低。在实验中，700℃时的碳化温度产生了比较高的比表面积，这意味着该温度下形成的碳气凝胶具有较多的表面活性位点，这有助于更多的钌负载到表面上，提高催化剂的催化性能。这解释了为什么在700℃时，负载Ru后的催化剂表现出最好的性能。
图2为实施例5-9应用于电解重水制氘时在1 M NaOD中10 mA/cm2时的过电位对比图；对比可见，实施例7中负载量为5 wt.%的Ru碳气凝胶具有最好的性能。催化活性与Ru负载量之间的关系：在催化剂中，活性金属的负载量直接影响催化剂的催化性能。适量的Ru负载有利于增加催化活性位点，提高催化反应速率。当负载量过低时，催化剂的活性位点较少，导致催化性能不佳。当负载量过高时，虽然活性位点增多，但过高的负载量可能会导致催化剂的活性金属颗粒团聚，影响催化效果，负载量为5 wt.%的Ru碳气凝胶具有最好的性能，是因为这种负载量在700℃碳化条件下能够实现较高的催化活性位点密度、较好的氘气体吸附和扩散性能，以及较高的比表面积和良好的金属颗粒分散性。这些因素综合作用，使得该催化剂在析氘反应中表现出优越的性能。
图3-5为实施例7的SEM图像，可见在扫描电镜中催化剂表现为纳米球状形貌，颗粒十分均匀。
图6-8为实施例7的TEM图像，可见其为均匀的球状形貌，粒径在400-500nm之间，球状碳纳米球上的黑色点为所负载的金属Ru纳米颗粒。
图9-10为实施例7负载Ru前后的XPS表征结果，其中最明显的区别就是460eV处的Ru3p，也进一步说明Ru成功负载在了碳纳米球上。
图11为实施例7中催化剂上Ru的XPS精细谱图，结果显示位于460-480 eV的 Ru3p自旋分裂为两个对峰，也进一步证明了Ru负载在了碳纳米球上。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
1）将间苯二酚和含氮有机溶剂溶解到含有去离子水和无水乙醇的混合溶剂中，搅拌后向上述溶液中加入甲醛水溶液进一步反应，随后在静态条件下老化，生成RF树脂单球，通过离心将棕色RF树脂单球从反应混合物中分离出来并风干；
2）步骤1）所得到的RF树脂单球和碱性溶液混合，浸泡处理棕色RF树脂单球，浸泡一段时间后，用去离子水清洗过滤出RF树脂单球；
3）将步骤2）的前驱体置于瓷舟中，使用管式炉在惰性气氛中进行高温煅烧处理，得到碳气凝胶纳米球；
4）将步骤3）得到的碳气凝胶纳米球和三氯化钌在研钵中加无水乙醇进行混合研磨，在红外灯的照射下烘干，然后将其转移至管式炉中以还原性气氛进行高温还原处理，待其降温后得到钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂的制备方法，其特征在于步骤1）中含氮有机溶剂为氨水溶液、甲酰胺、乙酰胺以及三乙胺中的一种；步骤1）中的去离子水和含氮有机溶剂的体积比为2~5:1；步骤1）中的甲醛和间苯二酚的摩尔比为1~3:1。
3.根据权利要求1所述的一种钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂的制备方法，其特征在于步骤2）中的碱性溶液为KOH、NaOH中的一种，其中KOH或NaOH和RF树脂单球的质量比为0.5~2:1，浸泡时间为6~12h。
4. 根据权利要求1所述的一种钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂的制备方法，其特征在于步骤3）中的高温碳化温度为600 ℃ ~900 ℃；碳化时间为1~3 h。
5.根据权利要求1所述的一种钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂的制备方法，其特征在于步骤4）中的金属钌和碳气凝胶纳米球的质量比为1~15:100。
6. 根据权利要求1所述的一种钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂的制备方法，其特征在于步骤4）中的还原气氛为H2或CO，高温还原温度为300 ℃~500 ℃；还原时间为2~4 h，气体鼓入的流速为10~60 mL/min。
7.一种根据权利要求1~6任一项所述制备方法得到的钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂。
8.一种根据权利要求7所述的钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂在电解重水制氘气中的应用。
9. 根据权利要求8所述的钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂在电解重水制氘气中的应用，其特征在于电解过程在单槽电解池中进行，采用三电极电解体系，将钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂作为工作电极，以石墨棒作为对电极，以Hg/HgO电极作为参比电极，以1 mol/L浓度的NaOD水溶液作为电解液，进行电化学测试。
10.根据权利要求9所述的钌基碳气凝胶纳米球析氘催化剂在电解重水制氘气中的应用，其特征在于工作电极的制备方法为：将催化剂加入杜邦nafion溶液和无水乙醇的混合液中，通过超声处理使催化剂在溶液中分散均匀，并将其涂覆在碳布上，最后使用红外灯烘干即得工作电极；其中杜邦nafion溶液和无水乙醇的体积比为0.5~2:9。
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