一种异相结构氧化钛负载氧化物催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种异相结构氧化钛负载氧化物催化剂及其制备方法和应用，属于燃料电池技术领域。所述异相结构氧化钛负载氧化物催化剂的制备方法包括如下步骤：S01：在醇中水解含钛有机化合物前驱体制备第一金属原子掺杂的氧化钛溶胶；S02：将步骤S01制备的氧化钛溶胶干燥得到氧化钛凝胶；S03：热处理步骤S02所述氧化钛凝胶，制备两相异质结构的第一金属掺杂氧化钛；S04：在第一金属掺杂氧化钛表面负载第二金属氧化物颗粒；获得异相结构氧化钛负载氧化物催化剂；其中，所述第二金属为Ir或Ru中的至少一种。本发明专利技术制备获得的高活性、高耐久的低铱/钌核壳型催化剂，并提高铱/钌的利用率，降低PEM电解水阳极铱/钌的用量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于燃料电池，尤其涉及一种异相结构氧化钛负载氧化物催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

1、全球能源部门的脱碳需要绿色氢能源的快速增长，电催化水分解被认为是大规模生产氢的最佳方法。目前用于制氢的两种主流水分解技术是质子交换膜水电解槽(pemwes)和碱性水电解槽。与碱性电解相比，pemwes具有更高的能源效率、更高的电流密度和更纯净的氢气产物、更快的响应速度等优点，非常适合与间歇性能源(如风能和太阳能)相结合，可以为长期能量储存或燃料电池的移动性提供电解氢。目前，pem电解槽的大规模应用仍然受到其高昂的资金成本的阻碍。在强酸性的工作环境中，商用pemwes需要使用贵金属催化剂。例如，铂通常用于阴极的析氢反应(her)，而铱用于阳极的析氧反应(oer)。其中oer涉及四个电子转移步骤，其能垒远高于her，通常在阳极使用5倍于阴极铂的铱，以达到最佳性能。这种对铱基催化剂的依赖阻碍了该技术的广泛采用。因此，推进pemwe技术的一个主要重点是开发低铱载量、高活性、高耐久和耐酸的oer电催化剂。

2、目前低铱催化剂主要集中在掺杂型和负载型两类催本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种异相结构氧化钛负载氧化物催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的异相结构氧化钛负载氧化物催化剂的制备方法，其特征在于：步骤S01中，所述水解具体步骤为：在异丙醇中加入硝酸并混匀，然后加入含钛有机化合物前驱体、第一金属硝酸盐，加入去离子水进行混匀，水解反应6-24h，反应物充分混合，得到第一金属原子掺杂的氧化钛溶胶；其中，所述硝酸为所述异丙醇的0.05-0.2vl.％；所述金属硝酸盐的浓度与所述含钛有机物前驱体的浓度之比为0.2％-1％；所述去离子水的摩尔量为钛摩尔量的4-8倍。

3.根据权利要求2所述的异相结构氧化钛负载氧化物...

【技术特征摘要】

1.一种异相结构氧化钛负载氧化物催化剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的异相结构氧化钛负载氧化物催化剂的制备方法，其特征在于：步骤s01中，所述水解具体步骤为：在异丙醇中加入硝酸并混匀，然后加入含钛有机化合物前驱体、第一金属硝酸盐，加入去离子水进行混匀，水解反应6-24h，反应物充分混合，得到第一金属原子掺杂的氧化钛溶胶；其中，所述硝酸为所述异丙醇的0.05-0.2vl.％；所述金属硝酸盐的浓度与所述含钛有机物前驱体的浓度之比为0.2％-1％；所述去离子水的摩尔量为钛摩尔量的4-8倍。

3.根据权利要求2所述的异相结构氧化钛负载氧化物催化剂的制备方法，其特征在于：步骤s01中，所述含钛有机化合物前驱体为四异丙醇钛或钛酸正丁酯中的至少一种；

4.根据权利要求1所述的异相结构氧化钛负载氧化物催化剂的制备方法，其特征在于：步骤s02中，所述干燥的温度为40-120℃，所述干燥的时间大于等于4h，得到凝胶。

5.根据权利要求1所述的异相结构氧化钛负载氧化物催化剂的制备方法，其特征在于：步骤s03中，所述热处理的气氛为大于5％含氧气氛，所述热处理的温度为500-800℃，所述热处理的时间为1-4h，最后将所得产物充...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐广英，张震，
申请(专利权)人：深圳市氢瑞燃料电池科技有限公司，
类型：发明
国别省市：