高稳定性负载型酸性OER催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种高稳定性负载型酸性OER催化剂的制备方法，包括：配制碳纳米管分散液，且碳纳米管分散液中含有十六烷基三甲基溴化铵；向碳纳米管分散液中加入碱液和可水解的硅源、钛源、铌源、钽源或锆源溶液，进行反应，得到纳米氧化物与碳纳米管的复合载体；将复合载体分散于乙醇溶液中，得到载体分散液；向载体分散液中加入铱盐和钌盐，搅拌后，进行回流反应，回流反应产物经固液分离、洗涤和干燥，得到负载型铱基合金催化剂。该方法制备的负载型酸性OER催化剂的稳定性高，活性催化剂的负载量可调，活性催化剂在载体上分散均匀且比表面积大，活性点位多，具有超高的催化活性，可用于水电解。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于电解水领域，具体涉及酸性oer催化剂的制备。

技术介绍

1、氢能是一种清洁、高效、可再生的能源，具有广阔的应用前景。电解水是制备氢气的重要途径之一，其中质子交换膜（pem）电解水技术因具有高效率、高纯度、低污染等优点，受到了广泛的关注。然而，pem电解水技术面临着一些挑战，主要是阳极析氧反应（oer）的动力学缓慢，需要高性能的催化剂来提高反应速率和降低过电位。目前，铱基催化剂是pem电解水中最有效的oer催化剂，但其价格昂贵、资源稀缺，限制了pem电解水技术的商业化应用。

2、为了降低铱基催化剂的用量和成本，通常将铱基纳米颗粒负载在比表面积大的氧化物载体上，以提高其分散性和利用率。负载型铱基合金催化剂的优点是可以提高贵金属的分散性和利用率，降低催化剂的用量和成本，同时可以防止纳米颗粒的团聚，保持较高的oer活性和稳定性。但由于pem电解水处于高浓度质子高氧化电位等极端环境，能够在这种极端环境下稳定的载体并不多，目前主要有二氧化硅、二氧化钛、氧化铌、氧化钽、氧化锆等少数几种。但是这些氧化物尽管稳定，但比表面积小，导电性差，严重影响了其性本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高稳定性负载型酸性OER催化剂的制备方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的高稳定性负载型酸性OER催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）后，还包括向反应体系中继续加入过量浓硫酸进行老化处理，使复合载体中的氧化物磺化的步骤；

3.如权利要求1所述的高稳定性负载型酸性OER催化剂的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管分散液中，十六烷基三甲基溴化铵的浓度为0.05~2g/10mL；

4.如权利要求1所述的高稳定性负载型酸性OER催化剂的制备方法，其特征在于，所述可水解的硅源为硅酸乙酯；所述可水解的钛源为四氯化钛或钛酸四丁酯；所述可水解的铌源...

【技术特征摘要】

1.一种高稳定性负载型酸性oer催化剂的制备方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的高稳定性负载型酸性oer催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）后，还包括向反应体系中继续加入过量浓硫酸进行老化处理，使复合载体中的氧化物磺化的步骤；

3.如权利要求1所述的高稳定性负载型酸性oer催化剂的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管分散液中，十六烷基三甲基溴化铵的浓度为0.05~2g/10ml；

4.如权利要求1所述的高稳定性负载型酸性oer催化剂的制备方法，其特征在于，所述可水解的硅源为硅酸乙酯；所述可水解的钛源为四氯化钛或钛酸四丁酯；所述可水解的铌源为氯化铌；所述可水解的钽源为氯化钽；所述可水解的钛源为氯化锆或八水氯氧化锆；所述可水解的硅源、钛源、铌源、钽源或锆源的量以复合载体中氧化物质量占比为20~99%确定。

5.如权利要求1~4任意一项所述的高稳定性负载型酸性oer催化剂的制备方法，其特征在于，所述铱盐为氯铱酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：程义，项东飞，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：