溶胶凝胶法制备的钌基复合氧化物材料及制备方法和应用技术

本发明专利技术属于析氧反应催化剂技术领域，具体为溶胶凝胶法制备的钌基复合氧化物材料及其制备方法和应用。本发明专利技术材料简写为RuMOx，其中M代表Ir、Mo、Cu、Al或Mn等金属。本发明专利技术的RuMOx复合氧化物中金属M有助于调控Ru的电子结构，提高催化剂的析氧活性。本发明专利技术的溶胶凝胶法工艺简单，且能实现高活性、长循环的析氧催化剂，在微生物电合成领域具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
溶胶凝胶法制备的钌基复合氧化物材料及制备方法和应用
本专利技术属于析氧反应催化剂
，具体涉及一种溶胶凝胶法制备的钌基复合氧化物材料及其制备方法和应用。
技术介绍
析氧反应（OER）是微生物电合成等装置中的阳极反应。由于酶和细菌无法在酸/碱性电解液中生存，为了使微生物电合成装置得以稳定工作，需采用中性电解液体系的OER电极。然而，目前中性电解液体系的OER催化剂的过电位较高，反应速率较为缓慢。研究表明，Ru基氧化物呈现出较高OER活性，但其稳定性较差。这主要是因为Ru基氧化物中在反应中会产生高价Ru+n（n>4）物种，其具有较高的OER活性，但其容易溶解，从而致使Ru基氧化物的稳定性变差。此外，Ru位点上对OER中间产物的频繁吸附/解吸过程也会引起Ru价态的变化，从而降低Ru基氧化物催化剂的稳定性。通过引入第二种金属，构建Ru基复合金属氧化物，可调控Ru的电子结构，调控OER中间产物在Ru位点上的吸脱附过程，可能会同时实现Ru基氧化物催化剂的高活性和稳定性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种溶胶凝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种溶胶凝胶法制备的钌基复合氧化物材料，其特征在于，所述复合氧化物材料中Ru的原子百分含量为30-60%，第二种金属为Ir、Mo、Cu、Al或Mn中的一种，其原子百分含量为40-70%。/n

【技术特征摘要】
1.一种溶胶凝胶法制备的钌基复合氧化物材料，其特征在于，所述复合氧化物材料中Ru的原子百分含量为30-60%，第二种金属为Ir、Mo、Cu、Al或Mn中的一种，其原子百分含量为40-70%。


2.一种如权利要求1所述的钌基复合氧化物材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）称取1-5g三氯化钌、0.2-2.5g氯化物，溶解在50-200mLN,N-二甲基甲酰胺溶剂中，将混合溶液在3-6℃冰箱中放置1-4小时；所述氯化物为IrCl3、MoCl5、CuCl2、AlCl3或MnCl2；
（2）然后，将5-50mL环氧丙烷和1-10mL去离子水同时滴加进溶液中，通过振荡使之充分混合；将溶液静置2-5天，离心得到沉淀产物，并用丙酮清洗沉淀产物；干燥产物；
（3）将干燥的产物放入管式炉中，在空气氛围中以5-20℃/min的升温速率升至300-800℃，并煅烧2-6小时，制备得到溶胶凝胶法制备的钌基复合氧化物材料。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张龙生，王丽平，张波，彭慧胜，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：上海;31