一种氯碱工业阳极贵金属钌单原子催化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氯碱工业阳极贵金属单原子催化剂及其制备方法，方法工艺简单，易于大规模制备。本发明专利技术的催化剂实现了在超高电流密度下，以远低于工业DSA电极的过电位进行析氯反应；实现了对析氯反应100％的选择性与很好的稳定性；在使用本催化剂作为阳极后，吨碱电耗降低了约30％，对于氯碱工业节能减排具有重要意义。

【技术实现步骤摘要】
一种氯碱工业阳极贵金属钌单原子催化剂及其制备方法
本专利技术属于氯碱化工
，尤其涉及一种氯碱工业阳极贵金属钌单原子催化剂及其制备方法。
技术介绍
氯碱工业在化学工业中起着至关重要的作用，每年产出了数亿吨的氯气、氢气、氢氧化钠、氯酸钠和次氯酸钠，它们是工业，水处理和许多其他应用的基本化学物质。氯碱工业的关键反应是电解饱和食盐水析出氯气与氢气。氯碱工业的电解步骤的总耗电量约为200TW·h，约占全球用电量的12％和氯碱行业的成本的60％。其中大部分电浪费在很高的过电势和副反应(析氧反应)。析氧反应还会导致从氯气中分离氧气的额外成本。降低阳极的过电势和提高阳极的选择性对于氯碱工业至关重要，这取决于有效的阳极催化剂。目前在工业上主要使用的是尺寸稳定阳极(DSA)，由RuO2/IrO2/TiO2的金属固溶催化剂和Ti板载体组成。DSA电极具有很高催化活性和较长寿命。然而，其选择性不高，过电势仍然很大。单原子催化剂可以使金属原子的利用率达到100％，并且由于单原子催化剂特殊的活性位点，其可以实现很高的选择性。然而目前还没有应用于氯碱工业的单原本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氯碱工业阳极贵金属钌单原子催化剂，其特征在于，/n所述贵金属钌以单原子的形式分散在基体上；/n所述基体为过渡金属氮化物或过渡金属碳化物，所述基体具有导电性和耐腐蚀性；/n所述过渡金属为Ti、Mn、W、Zr、Sc或Y；/n所述贵金属钌单原子与所述基体形成配位，二者之间有强相互作用。/n

【技术特征摘要】
1.一种氯碱工业阳极贵金属钌单原子催化剂，其特征在于，
所述贵金属钌以单原子的形式分散在基体上；
所述基体为过渡金属氮化物或过渡金属碳化物，所述基体具有导电性和耐腐蚀性；
所述过渡金属为Ti、Mn、W、Zr、Sc或Y；
所述贵金属钌单原子与所述基体形成配位，二者之间有强相互作用。


2.根据权利要求1所述的一种氯碱工业阳极贵金属钌单原子催化剂的制备方法，其特征在于，采用一般浸渍法，将贵金属单原子负载在基体上，具体步骤如下：
S1：将基体过渡金属氮化物或过渡金属碳化物纳米颗粒充分分散于水-醇混合溶液中，混合溶液中水与醇的体积比为9:1-1:9；
S2：将配制的钌盐溶液和控制钌盐水解程度的酸溶液混合，加入步骤S1的混合溶液中；
S3：充分搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：水江澜，杨嘉睿，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11