一种在酸性大电流下高效稳定的RuO2-MnO2固溶体电催化剂及其应用制造技术

本发明专利技术属于酸性水电解催化材料领域，公开了一种在酸性大电流下高效稳定的RuO<subgt;2</subgt;‑MnO<subgt;2</subgt;固溶体电催化剂及其应用，通过将过硫酸铵、硫酸锰与三氯化钌溶解在去离子水中，经水热反应与空气退火，即可得到金红石相RuO<subgt;2</subgt;‑MnO<subgt;2</subgt;固溶体材料。本发明专利技术的制备工艺简单、成本低、重复性好，适合大规模工业生产，所制备的RuO<subgt;2</subgt;‑MnO<subgt;2</subgt;固溶体电催化剂能够在酸性环境中以较低电位提供较高的活性，同时能够在超高电流下持续稳定的进行析氧反应，可作为工业化电解水制氢装置的阳极催化剂使用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于纳米催化材料领域，具体涉及一种在酸性大电流下高效稳定的ruo2-mno2固溶体电催化剂的制备方法与应用。

技术介绍

1、质子交换膜水电解(pemwe)被认为是最具前景的氢气生成技术之一，具有许多独特的优势，包括高电流密度、超高纯度的加压氢气产品、优越的安全水平、紧凑的质量体积特性。一般来说，pemwe系统由两个半电池组成，在这两个半电池之间由质子交换膜隔开。在pemwe阳极发生的是析氧反应(oer)，由于oer在酸性介质中涉及一个四电子转移过程，其中oer的反应动力学本身较慢，再加上反应过程是向富质子环境进行四质子转移相结合，进一步降低了其反应速度。此外，由于强酸性电解质的腐蚀性对阳极催化剂非常苛刻，尤其是在oer反应过程中的高氧化电位下变得更加严重。经过大量研究，在酸性条件下大多数优秀的oer催化剂主要基于ir和ru基氧化物。想要实现pemwe商业化的技术要求，对oer性能的提升仍然有很大的空间。值得注意的是，在oer中ru基催化剂往往表现出比ir基催化剂更高的本征活性和更低的成本，但其较差的稳定性有待改进。在这种情况下，精心设计出ruo2本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种在酸性大电流下高效稳定的RuO2-MnO2固溶体电催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，MnSO4·5H2O、(NH4)2S2O8、RuCl3溶液和去离子水的用量比为170-900mg：220-1200mg：4-20mL：5-40mL，其中RuCl3溶液的浓度为0.01g mL-1。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述水热反应的反应温度为140-160℃、反应时间为12-24h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述离心的速率为90...

【技术特征摘要】

1.一种在酸性大电流下高效稳定的ruo2-mno2固溶体电催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，mnso4·5h2o、(nh4)2s2o8、rucl3溶液和去离子水的用量比为170-900mg：220-1200mg：4-20ml：5-40ml，其中rucl3溶液的浓度为0.01g ml-1。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述水热反应的反应温度为140-160℃、反应时间为12-24h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤1中，所述离心的速率为9000-11000rpm，离心时间为3～5分钟。

5.根据权利要求1所述的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏建伟，李宗霖，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：