用于纯水电解制臭氧的阳极催化剂、膜电极以及制备方法技术

本申请公开一种用于纯水电解制臭氧的阳极催化剂及其制备方法，一种膜电极及其制备方法，所述阳极催化剂包括：铱基材料和掺杂成分的混合物，所述掺杂成分包括：铌单质、钽单质、含铌化合物以及含钽化合物中的至少一种。上述阳极催化剂稳定性高、催化性能好。

【技术实现步骤摘要】
用于纯水电解制臭氧的阳极催化剂、膜电极以及制备方法
本申请涉及催化剂
，具体涉及一种纯水电解制臭氧的阳极催化剂、膜电极以及制备方法。
技术介绍
臭氧是一种有极强氧化性的气体，杀菌消毒效果显著，且反应后产物为氧气，无毒性、无二次污染性、无副作用等优点，这种特性使其在污水处理、空气净化、自来水净化等领域都有广泛应用。当前，制取臭氧的方法主要有紫外线辐射法、电晕放电以及固体聚合物膜电极电解法。紫外线辐射法能耗高但产生的臭氧浓度低，不利于大规模生产臭氧，而臭氧在使用时需要达到一定的浓度才具有良好的杀菌消毒作用；电晕放电时若用空气为原料，会产生对氮氧化合物，不仅人体有害还会污染环境，若使用纯氧气，则成本大大提高，不利于广泛使用；电解法制备臭氧，是利用直流电源电解含氧电解质，能获得较高浓度且不生成有害或污染物，利于广泛使用。目前，电解水制备臭氧主要利用臭氧发生器中的膜电极组件，膜电极组件主要包括质子交换膜，阴极催化剂和阳极催化剂等。其中阳极催化剂的活性、稳定性及选择性对发生器起到关键作用，阴极普遍使用铂碳(Pt/C)催化剂。阳极催化剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于纯水电解制臭氧的阳极催化剂，其特征在于，包括：铱基材料和掺杂成分的混合物，所述掺杂成分包括：铌单质、钽单质、含铌化合物以及含钽化合物中的至少一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于纯水电解制臭氧的阳极催化剂，其特征在于，包括：铱基材料和掺杂成分的混合物，所述掺杂成分包括：铌单质、钽单质、含铌化合物以及含钽化合物中的至少一种。


2.根据权利要求1中所述的阳极催化剂，其特征在于，所述混合物内，铱元素所占摩尔百分比为30mol％～60mol％。


3.根据权利要求1中所述的阳极催化剂，其特征在于，所述铱基材料包括IrO2和/或Ir单质，掺杂成分包括Nb、Nb2O5、Ta、Ta2O5中的至少一种。


4.一种用于纯水电解制臭氧的阳极催化剂的制备方法，其特征在于，包括：
步骤a:将含有金属元素的前驱体以不同的摩尔比加入碱性水溶液中，形成混合溶液，所述金属元素包括铱和掺杂金属，所述掺杂金属包括铌和钽中的至少一种；
步骤b：将混合溶液升温至反应温度，并恒温搅拌，得到碱性沉淀物溶液；
步骤c：将所述碱性沉淀物溶液与多孔纳米碱金属氧化物混合，形成混合物；
步骤d：在空气氛围下，将步骤c得到的所述混合物进行煅烧，获得膜电极阳极催化剂。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述反应温度为60℃～70℃。


6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧温度为800～900℃，煅烧时间为1h～5h，使得掺杂金属与铱基结合，也有利于空位形成。


7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤a中，含铱元素的前驱体的摩尔百分比为30mol％～60mol％。


8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤a中，含铱元素的前驱体包括Ir、IrCl3和H2IrCl6中的至少一种；含掺杂金属的前驱体包括Ta2O5、TaCl5、TaC、Nb2O5、NbCl5、NbC、Ta以及Nb中的至少一种。


9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤a中，所述碱性水溶液的pH值范围为10-12。


10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤a中，所述碱性水溶液的浓度为0.02mol/L～0.03mol/L；所述碱性水...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹亮亮，刘培，刘得友，杨辉，
申请(专利权)人：宁波中科科创新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33