一种层状铱基钙钛矿纳米片催化剂、制备方法及其在电催化析氧反应中的应用技术

一种层状铱基钙钛矿纳米片催化剂、制备方法及其在电催化析氧反应中的应用，属于电解水析氧技术领域。本发明专利技术由层状铱基钙钛矿的合成、质子交换、插层剂插层、超声剥离等步骤制备得到纳米片催化剂。本发明专利技术以层状铱基氧化物为研究对象，利用其可控的质子交换和电荷平衡能力，抑制催化过程中表面重构和可溶性铱物种的形成，提高催化活性中心的结构稳定性。同时，利用层状材料的剥离能力，得到超薄铱基氧化物片层，提高表面铱位点密度，最大化铱原子利用率，提高催化活性。结合层状铱基氧化物在可控性质子交换、化学剥离方面的独特优势，构建了高催化活性和稳定性的新型酸性析氧催化体系。化活性和稳定性的新型酸性析氧催化体系。化活性和稳定性的新型酸性析氧催化体系。

【技术实现步骤摘要】
一种层状铱基钙钛矿纳米片催化剂、制备方法及其在电催化析氧反应中的应用


[0001]本专利技术属于电解水析氧
，具体涉及一种层状铱基钙钛矿纳米片催化剂、制备方法及其在电催化析氧反应中的应用。

技术介绍

[0002]由光伏、风电为代表的可再生能源电解水制得的氢(“绿氢”)被认为是能源转型成功的关键载体，已成为各国积蓄力量的焦点。质子交换膜(PEM)电解水是目前唯一能与波动性可再生能源发电系统有效耦合的制氢技术，可实现大规模、高效可再生能源的消纳，是实现电能到氢能转化的理想途径。阳极端析氧反应动力学缓慢，制约了水裂解的效率，因此发展在PEM酸性环境下高效且稳定工作的析氧催化剂十分重要。目前商用PEM电解槽析氧电极需要依赖于酸稳定的二氧化铱(IrO2)催化剂，即使如此，析氧端通常会消耗电解槽总能耗的30
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50％以克服较高的阳极过电势。此外，全球铱资源十分匮乏，储量不足贵金属铂的十分之一，使得铱价格极其昂贵，近两年铱价格约为1000
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1500元/克，约是贵金属铂价格的5倍。因此，实现PEM电解槽规模化应用的关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种层状铱基钙钛矿纳米片催化剂的液相剥离制备方法，其步骤如下：(1)将摩尔量n
a
的SrCO3和摩尔量n
b
的Ir粉在玛钢砂浆中彻底研磨混合均匀，所得混合物在900～1000℃煅烧8～12h，升温至1100～1200℃煅烧8～12h，然后冷却至室温得到层状铱基钙钛矿；其中，n
a
：n
b
＝2：0.5～1；(2)将步骤(1)制备得到的摩尔量n
c
的层状铱基钙钛矿与摩尔量n
d
的质子酸溶液混合；其中，n
c
：n
d
＝1：6～12；(3)将步骤(2)得到的混合物在室温下搅拌24～72h，使层状铱基钙钛矿进行充分的质子化，所得沉淀用水离心清洗3～5次除去过量的酸，在真空下冷冻干燥得到质子化的层状铱基钙钛矿；(4)将步骤(3)得到的质子化的层状铱基钙钛矿与有机氨水溶液混合，在室温下搅拌7～14天，使有机氨分子插层进入层状铱基钙钛矿的层间，然后在10～500W的超声功率下超声溶出0.5～2h，形成靛蓝色的胶体悬浮液；将胶体悬浮液离心，所得沉淀用水冲洗3～5次...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹晓新，陈辉，孙轲，张可新，邹永存，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：