【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于碱性条件下电催化阳极水氧化反应，涉及一种双a位点钙钛矿氧化物催化剂、制备方法以及在碱性条件下高效稳定电催化水分解析氧反应方向的应用。
技术介绍
1、随着能源需求的快速增长和化石燃料供应的减少，可再生能源技术的研究受到广泛关注。氢能作为一种可再生清洁能源，具有原料来源广、释放能量高、产物清洁无污染等优点，是未来能源发展的重点方向。“绿氢”计划的开启更是将氢能的发展推向高潮，氢气的制备成为近几年研究的热点方向。反应动力学缓慢的阳极水氧化反应(oer)是可再生能源驱动的电解水制氢技术发展面临的瓶颈问题。昂贵的贵金属氧化物催化剂例如iro2和ruo2虽然具有优良的催化性能但不具有经济优势(mom r.v.,falling l.j.,kasian o.,etal.operando structure-activity-stability relationship of iridium oxidesduring the oxygen evolution reaction[j].acs catalysis,2022,12(9):5174-5184.)。
2、为了最大程度节约成本，大部分研究者都倾向于研究非贵金属电催化剂或者贵金属少量掺杂的催化剂。最近，钙钛矿氧化物因其有序的原子排列和高度灵活的电子结构且廉价易得而成为极具吸引力的oer电催化反应催化剂候选材料。钙钛矿电子结构具有高度灵活性，其abo3的结构式具有很大的调控空间，其中a位点通常为碱土金属，b位点通常为过渡态金属，a、b位点均可由一种或多种元素共同构成，因
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术目的在于开发一种新的双a位点调控比例方法，优化了钙钛矿催化剂在碱性水分解反应中的催化，基于此本专利技术提供一种用于碱性oer催化的双a位点钙钛矿催化剂、优化方法及应用，本专利技术通过a位点比例调控策略来调节钙钛矿的本征活性。以ca、sr作为钙钛矿氧化物a位点，以co为b位点，通过调控ca和sr的所占比例优化得到的caasrbcoox具有极好的催化活性以及稳定性。也就是说，本专利技术提供的新的双a位点调控比例方法，优化了钙钛矿催化剂在碱性水分解反应中的催化，进一步为开发高活性碱性oer钙钛矿催化剂做出了贡献。其中最佳比例的ca0.5sr0.5coox钙钛矿催化剂达到10ma cm-2电流密度时仅需要385mv过电势，比原底物srcoox和cacoox分别低300mv和400mv。并可以持续稳定高效催化析氧反应达12h以上。并且该催化剂没有使用贵金属，成本极其低廉，合成方法简单高效。
2、为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、一种用于电催化水裂解产氧的双a位点钙钛矿催化剂，所述的双a位点钙钛矿催化剂为具有纳米团聚物结构，其化学式为caasrbcoox，其中：a为0.1～0.9，b为0.9～0.1，a+b＝1，x为氧的非化学计量数，该方法合成的钙钛矿表面存在氧缺陷，因此氧不能定量分析；双a位点钙钛矿催化剂以ca、sr作为钙钛矿氧化物a位点，以co为b位点，通过调控ca和sr的所占比例调节钙钛矿催化剂的本征活性、调控表面吸附能，得到催化性能优良的催化剂。
4、进一步的，所述的双a位点钙钛矿催化剂caasrbcoox中，优选的结构为：ca0.5sr0.5coox。
5、进一步的，所述的双a位点钙钛矿催化剂呈现黑色粉末状态。
6、进一步的，所述的双a位点钙钛矿催化剂的纳米团簇粒径为50-150nm。
7、一种用于电催化水裂解产氧的双a位点钙钛矿催化剂的制备方法，包括以下步骤：
8、第一步，室温下，将硝酸锶、硝酸钙、硝酸钴、乙二醇、一水合柠檬酸加入反应容器中，再加入去离子水搅拌均匀。
9、所述的硝酸锶、硝酸钙、硝酸钴的摩尔比为0.1～0.9:0.9～0.1:1。优先的，所述的硝酸锶、硝酸钙、硝酸钴的摩尔比为0.5:0.5:1。
10、所述的每1mol硝酸钴对应加入1.5mol乙二醇、2ml的去离子水、5mol一水合柠檬酸。
11、第二步，将第一步得到的反应体系升温至80～95℃，反应2～4小时，反应结束后水蒸发去除后形成紫色凝胶，再将凝胶干燥后研磨成粉末，放入坩埚内。
12、第三步，将坩埚放入马弗炉中，空气气氛下，从室温升温至350～450℃，煅烧4～5小时；继续在空气气氛下，升温至750～850℃，煅烧4～6小时；最后在室温下退火。具体的：第一温度区间煅烧时，原来的试剂(硝酸锶、硝酸钙、硝酸钴)先充分溶解，加入的粘合剂乙二醇和一水合柠檬酸在高温下与氧反应生成水蒸气和二氧化碳挥发；第二温度区间煅烧时，在高温下发生金属键以及金属氧键的重组，形成黑色钙钛矿氧化物。
13、第四步，将第三步得到的产物用清水洗涤、真空烘干后研磨均匀，得到黑色粉末状态的催化剂。
14、所述的真空烘干的温度为60～80℃，时间为2～3小时。
15、一种用于电催化水裂解产氧的双a位点钙钛矿催化剂的应用，将粉末状态的催化剂负载于疏水碳纸上，用于催化碱性水氧化分解产氧。
16、本专利技术的创新点为：采用简单高效的溶剂凝胶合成方法将廉价的金属元素锶、钙作为钙钛矿的双a位点，节省了催化剂的成本，同时双a位点的比例可以调节钙钛矿表面的电子结构，增强了其催化活性以及稳定性。
17、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
18、(1)本专利技术开发一种新的双a位点调控比例方法，优化了钙钛矿催化剂在碱性水分解反应中的催化。本专利技术合成工艺简单，产率本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于电催化水裂解产氧的双A位点钙钛矿催化剂，其特征在于，所述的双A位点钙钛矿催化剂为具有纳米团聚物结构，其化学式为CaaSrbCoOx，其中：a为0.1～0.9，b为0.9～0.1，a+b＝1，x为氧的非化学计量数；双A位点钙钛矿催化剂以Ca、Sr作为钙钛矿氧化物A位点，以Co为B位点，通过调控Ca和Sr的所占比例调节钙钛矿催化剂的本征活性、调控表面吸附能，得到催化性能优良的催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种用于电催化水裂解产氧的双A位点钙钛矿催化剂，其特征在于，所述的双A位点钙钛矿催化剂CaaSrbCoOx中优选结构为：Ca0.5Sr0.5CoOx。
3.根据权利要求1所述的一种用于电催化水裂解产氧的双A位点钙钛矿催化剂，其特征在于，所述的双A位点钙钛矿催化剂呈现黑色粉末状态；所述的双A位点钙钛矿催化剂的纳米团簇粒径为50-150nm。
4.一种权利要求1-3任一所述的用于电催化水裂解产氧的双A位点钙钛矿催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种用于电催化水裂解产氧的双A位点钙钛矿催化剂
6.根据权利要求4所述的一种用于电催化水裂解产氧的双A位点钙钛矿催化剂的制备方法，其特征在于，所述的第一步中，每1moL硝酸钴对应加入1.5moL乙二醇、2mL的去离子水、5mol一水合柠檬酸。
7.根据权利要求4所述的一种用于电催化水裂解产氧的双A位点钙钛矿催化剂的制备方法，其特征在于，所述的第四步中，真空烘干的温度为60～80℃，时间为2～3小时。
8.一种权利要求1-3任一所述的用于电催化水裂解产氧的双A位点钙钛矿催化剂的应用，其特征在于，将其应用于催化碱性水氧化分解产氧。
...【技术特征摘要】
1.一种用于电催化水裂解产氧的双a位点钙钛矿催化剂，其特征在于，所述的双a位点钙钛矿催化剂为具有纳米团聚物结构，其化学式为caasrbcoox，其中：a为0.1～0.9，b为0.9～0.1，a+b＝1，x为氧的非化学计量数；双a位点钙钛矿催化剂以ca、sr作为钙钛矿氧化物a位点，以co为b位点，通过调控ca和sr的所占比例调节钙钛矿催化剂的本征活性、调控表面吸附能，得到催化性能优良的催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种用于电催化水裂解产氧的双a位点钙钛矿催化剂，其特征在于，所述的双a位点钙钛矿催化剂caasrbcoox中优选结构为：ca0.5sr0.5coox。
3.根据权利要求1所述的一种用于电催化水裂解产氧的双a位点钙钛矿催化剂，其特征在于，所述的双a位点钙钛矿催化剂呈现黑色粉末状态；所述的双a位点钙钛矿催化剂的纳米团簇粒径为50-150nm。
4.一种权利...
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