一种中空介孔碳球负载超小IrNi合金电催化剂的制备方法与应用技术

本发明专利技术公开了一种中空介孔碳球负载超小IrNi合金电催化剂的制备方法与应用。所述制备方法具体为：以四丙氧基硅烷为模板剂，通过溶胶‑凝胶法与间苯二酚‑甲醛聚合反应制备碳前驱体，经高温碳化及模板刻蚀得到中空介孔碳球载体；进一步将镍盐和铱盐前驱体负载于载体表面，通过高温煅烧形成均匀分散的超小IrNi合金颗粒（平均粒径为2 nm）。所制备的电催化剂具有较高的贵金属利用率和催化活性，且制备工艺简单、成本效益显著，在电解水制氢领域具有应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电化学碱性水分解领域，具体涉及一种中空介孔碳球负载超小irni合金电催化剂的制备方法与应用。

技术介绍

1、氢能因其高能量密度、长周期存储特性和终端零碳排放优势，已成为可再生能源高效存储与运输的核心能源载体。其中，电化学水分解制氢技术通过太阳能、风能等可再生能源电力驱动水电解生产绿氢，是实现碳中和目标的关键路径。然而，该技术受限于电极极化效应及多步质子-电子转移过程的动力学迟滞，导致析氢反应（her）过电位高、效率低。尤其在碱性电解液中，由于水分子解离能垒的存在，her速率较酸性条件低2-3个数量级，严重制约了碱性电解系统的整体能效。ir基催化剂虽具备优异的析氢活性和化学稳定性，但其全球储量稀缺、成本高昂及活性位点密度不足等问题限制了规模化应用。为解决这一矛盾，通过与非贵金属合金化降低ir用量并提升催化性能已成为重要策略。ni因其储量丰富、成本低廉且与ir形成合金后可协同调控电荷分布，成为理想的合金化元素。此外，超小纳米合金颗粒凭借高原子利用率、丰富的表面不饱和位点及高比表面积，可提升催化活性。但传统热合成过程中，纳米颗粒易因高温迁移发生团聚本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种中空介孔碳球负载超小IrNi合金电催化剂，其特征在于：所述电催化剂为直径200-300 nm的中空介孔碳球，其壳层厚度为50-60 nm，介孔孔径为4-10 nm，所述中空介孔碳球的壳层负载有IrNi合金纳米颗粒，粒径为1-3 nm，Ir的负载量为3 wt.%-7 wt.%。

2.如权利要求1所述中空介孔碳球负载超小IrNi合金电催化剂的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述四丙氧基硅烷、氨水、去离子水和无水乙醇的体积比为10:8.6:28.6:200，所述氨水的质量浓度为25%-28%；间...

【技术特征摘要】

1.一种中空介孔碳球负载超小irni合金电催化剂，其特征在于：所述电催化剂为直径200-300 nm的中空介孔碳球，其壳层厚度为50-60 nm，介孔孔径为4-10 nm，所述中空介孔碳球的壳层负载有irni合金纳米颗粒，粒径为1-3 nm，ir的负载量为3 wt.%-7 wt.%。

2.如权利要求1所述中空介孔碳球负载超小irni合金电催化剂的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述四丙氧基硅烷、氨水、去离子水和无水乙醇的体积比为10:8.6:28.6:200，所述氨水的质量浓度为25%-28%；间苯二酚和甲醛的质量体积比为0.71。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中室温下搅拌反应的时间为24小时；高温碳化处理的条件为氮气气氛下800 ℃煅烧2小时。

5.根据权利要求2所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王心晨，卢雪峰，杜玉蓓，杨秋月，刘佳庆，方濬哲，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：