一种核壳结构析氧催化剂及其制备方法与应用技术

技术编号:40078117 阅读:17 留言:0更新日期:2024-01-17 01:54
本发明专利技术公开了一种核壳结构析氧催化剂及其制备方法与应用,属于电解水制氢技术领域。本发明专利技术利用有机聚合物载体的诱导水解作用,促使铱的水溶性盐在一定温度下经过一步反应转变为羟基氧化铱(高析氧活性物)纳米包覆层形成核壳结构催化剂,所述的有机聚合物为全氟磺酸树脂、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的至少一种。本发明专利技术利用不溶于酸的有机聚合物作为内核,其可以耐受质子交换膜(PEM)水电解环境中的酸性腐蚀和高电位氧化腐蚀,用其作为贵金属析氧活性组分的载体,可以减少贵金属Ir的使用量。该核壳催化剂作为析氧催化剂使用可以减少贵金属用量,有望降低PEM水电解制氢的成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电解水制氢,涉及一种应用于pem电解水制氢的核壳结构析氧催化剂及其制备方法与应用


技术介绍

1、氢能被认为是最有希望取代传统化石燃料的能源载体,与其他能源相比,氢的质量热值高(140mj/kg),是原油的3.26倍,是天然气的3.87倍,是焦炭的5.19倍,且燃烧产物为水,被公认为洁净能源。利用风光可再生能源发的电来电解水制氢具有很强的经济价值。近年来,质子交换膜(pem)电解水制氢技术因其高效、零排放、结构紧凑、环境友好,产物纯度高等优点,成为了电解水制氢领域的研究热点。但是目前pem电解水制氢仍存在成本高、规模小等问题,限制了其产业化应用。当前,pem电解水制氢的阳极析氧催化剂严重依赖贵金属ir,由于没有合适的载体可用,贵金属ir的用量势必很高,往往达到几毫克每平方厘米,这是pem电解水制氢成本高的一个重要原因之一。因此,有必要开发新结构形态的析氧催化剂,以降低贵金属ir的使用量,从而降低pem电解水制氢的成本。

2、此外,在pem电解水制氢过程的阳极析氧环境中,同时存在酸性腐蚀(ph<1)和高电位氧化(一般大于1.8v)电本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种核壳结构析氧催化剂,其特征在于,所述的析氧催化剂的内核为有机聚合物,外壳是活性物形成的纳米包覆层;所述活性物种为羟基氧化铱。

2.根据权利要求1所述的核壳结构析氧催化剂,其特征在于,所述的有机聚合物为全氟磺酸树脂、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的至少一种。

3.权利要求1或2所述的核壳结构析氧催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的核壳结构析氧催化剂的制备方法,其特征在于,步骤1)中所述的分散包括超声分散和搅拌分散;所述的第一分散液的浓度为0.1-10mg/mL。

5.根据权利要求3所述的核壳结构析氧催化剂的...

【技术特征摘要】

1.一种核壳结构析氧催化剂,其特征在于,所述的析氧催化剂的内核为有机聚合物,外壳是活性物形成的纳米包覆层;所述活性物种为羟基氧化铱。

2.根据权利要求1所述的核壳结构析氧催化剂,其特征在于,所述的有机聚合物为全氟磺酸树脂、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯中的至少一种。

3.权利要求1或2所述的核壳结构析氧催化剂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的核壳结构析氧催化剂的制备方法,其特征在于,步骤1)中所述的分散包括超声分散和搅拌分散;所述的第一分散液的浓度为0.1-10mg/ml。

5.根据权利要求3所述的核壳结构析氧催化剂的制备方法,其特征在于,步骤2)中,预热温度为100-200℃;预热时间至少15分钟。

6.根据权利要求3所述的核壳结构析氧催化剂的制...

【专利技术属性】
技术研发人员:方达晖邵志刚
申请(专利权)人:中国科学院大连化学物理研究所
类型:发明
国别省市:

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