一种铱铌复合催化剂及其制备方法和应用、质子交换膜水电解槽技术

本公开涉及一种铱铌复合催化剂及其制备方法和应用、质子交换膜水电解槽，所述铱铌复合催化剂包含铱与铌的非晶态氧化物，所述铱铌复合催化剂的XRD谱图只在25～40

【技术实现步骤摘要】
一种铱铌复合催化剂及其制备方法和应用、质子交换膜水电解槽


[0001]本公开涉及电解水制氢领域，具体地，涉及一种铱铌复合催化剂及其制备方法和应用、质子交换膜水电解槽。

技术介绍

[0002]电解水制氢技术是一种较为方便的制取氢气的方法。在充满电解液的电解槽中通入直流电，水分子在电极上发生电化学反应，分解成氢气和氧气。相比于碱水电解技术，质子交换膜(PEM)电解水制氢技术具有更快的响应速度、更大的电流密度、更宽的工作负荷范围以及制得的氢气纯度更高等优点。电解水制氢技术在利用可再生能源发电方面具有无可比拟的优势，可以实现获取绿氢。在质子交换膜电解水制氢的装置中，阳极催化剂是关键材料之一，也是PEM水电解制氢的主要速控步骤。目前商业PEM电解水装置阳极使用的是氧化铱或者铱黑催化剂，但是存在金属铱资源稀缺、价格昂贵(～1000元/g)，电解槽的Ir用量高于2mg/cm2等限制因素。因此降低阳极铱的用量是PEM电解水大规模应用的重要突破口之一。
[0003]现有文献指出，可以在氧化铱中掺入一两种较便宜的金属化合物来降低铱用量，但如何能简单、高效地本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铱铌复合催化剂，其特征在于，包含铱与铌的非晶态氧化物，所述铱铌复合催化剂的XRD谱图只在25～40
°
出现无定型峰包。2.根据权利要求1所述的铱铌复合催化剂，其特征在于，所述铱铌复合催化剂具有如下特征：将所述铱铌复合催化剂以XPS分析测定的Ir/Nb摩尔比记为R1；将所述铱铌复合催化剂以XRF分析测定的Ir/Nb摩尔比记为R2；如下式(1)定义的R0为0.99～1.02之间的任意值；R0＝R1/R2ꢀꢀꢀꢀꢀ
式(1)。3.根据权利要求1所述的铱铌复合催化剂，其特征在于，所述铱铌复合催化剂的XPS谱图的Ir 4f特征峰中包含Ir(IV)特征峰和Ir(III)特征峰，所述铱铌复合催化剂具有如下特征：将所述铱铌复合催化剂XPS谱图的Ir(III)特征峰的峰面积记为Q1；将所述铱铌复合催化剂XPS谱图的Ir(IV)特征峰的峰面积记为Q2；如下式(2)定义的Q0为50～54％之间的任意值；Q0＝Q1/(Q1+Q2)
×
100％
ꢀꢀ
式(2)。4.根据权利要求1所述的铱铌复合催化剂，其特征在于，所述铱铌催化剂的化学组成为如以下式(A)所示：Ir
x
Nb1‑
x
O
2.5
‑
0.5x
ꢀꢀ
式(A)；其中x为0.5～0.7之间的任意数值；优选地，x为0.62～0.67之间的任意数值；优选地，所述铱铌复合催化剂包含铱铌复合催化剂颗粒，所述铱铌复合催化剂颗粒的BET比表面积为71～75m2/g，粒径为1～5nm。5.根据权利要求1所述的铱铌复合催化剂，其特征在于，所述铱铌复合催化剂的XRD谱图中没有IrO2的(110)晶面衍射峰，且没有IrO2的(101)晶面衍射峰。6.一种制备铱铌复合催化剂的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1、将铱源、铌源、络合剂和溶剂混合，调节混合物料的pH为6～10，经反应得到原料混合物料，其中所述络合剂选自C4～C8有机多元酸及其可溶性盐；S2、分离出所述原料混合物料中的溶剂，得到铱铌复合催化剂前驱体；S3、在含氧气氛下，对所述铱铌复合催化剂前驱体进行焙烧处理。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤S1包括以下步骤：S1
‑
1、将所述铱源、第一络合剂与水进行第一混合，得到第一混合物；S1
‑
2、...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾方伟，米万良，程赟绿，苏倩倩，张聪，郑路凡，赵熙康，郭琳，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：发明
国别省市：