一种作为酸性OER电催化剂的Ru-Mn2O3/MnO2复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种作为酸性OER电催化剂的Ru‑Mn2O3/MnO2复合材料及其制备方法。复合材料的制备方法包括以下步骤：利用超快烧结技术，将制备好的MnO2纳米粉作为反应前驱体煅烧处理后获Mn2O3/MnO2复合材料；再将其与水合氯化钌配置成均一分散的水溶液，利用电化学置换反应的原理得到Ru‑Mn2O3/MnO2。本发明专利技术的制备方法具有原料成本低、反应条件温、反应速率快以及节能环保等优点；本发明专利技术的制备方法中通过调控超快速烧结反应温度即Mn2O3/MnO2复合材料的制备；本发明专利技术制得的Ru‑Mn2O3/MnO2复合材料作为OER电催化剂，其在酸性条件下析氧反应具有过电位低，表现出良好的酸性电催化产氧应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新能源，特别涉及一种作为酸性oer电催化剂的ru-mn2o3/mno2复合材料及其制备方法。

技术介绍

1、对于水分解制氢技术，采用质子交换膜（pem）的方式具备多项优势。这种酸性电解工艺能适应间歇供电模式，产生高纯氢气，提高制氢效率，无需碱液处理，并可快速启停以匹配可再生能源的波动性。

2、然而，与析氢反应（her）相比，氧析出反应（oer）需经历一缓慢四电子转移步骤，因此需施加较高过电位以实现所需氢气产率。为提升能量转化效率并降低制氢成本，开发低成本且具备卓越催化活性与稳定性的oer催化剂刻不容缓，其中酸性反应介质对于催化剂活性和抗腐蚀性能具有更严格要求。虽然ruo2表现出优异的氧析出催化活性，且ru在贵金属家族中价格相对低廉，但其仍面临严重的活性衰减和稳定性不足的挑战，制约了该类催化剂在大规模商业化水电解制氢中的应用前景。在酸性oer中，将化学性质稳定的过渡金属氧化物作为载体，通过金属m-o-ru键合作用锚定的单分散ru原子，相对于商业ruo2具有更低的过电位且表现出更好的循环稳定性。单分散ru原子的优势在于：（1）可充分利本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种作为酸性OER电催化剂的Ru-MnOx材料，其特征在于：所述Ru-MnOx材料呈纳米棒形貌；

2.根据权利要求1所述的一种作为酸性OER电催化剂的Ru-MnOx材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种作为酸性OER电催化剂的Ru-MnOx材料的制备方法，其特征在于：

4.根据权利要求2所述的一种作为酸性OER电催化剂的Ru-MnOx材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述加热温度为580~620℃，步骤（2）制得β-MnO2/Mn2O3纳米棒粉体；步骤（3）结束获得Ru-Mn2O3/MnO2复合材料。

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【技术特征摘要】

1.一种作为酸性oer电催化剂的ru-mnox材料，其特征在于：所述ru-mnox材料呈纳米棒形貌；

2.根据权利要求1所述的一种作为酸性oer电催化剂的ru-mnox材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种作为酸性oer电催化剂的ru-mnox材料的制备方法，其特征在于：

4.根据权利要求2所述的一种作为酸性oer电催化剂的ru-mnox材料的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述加热温度为580~620℃，步骤（2）制得β-mno2/mn2o3纳米棒粉体；步骤（3）结束获得ru-mn2o3/mno2复合材料。

5.根据权利要求2所述的一种作为酸性oer电催化剂的ru-mnox材料的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述rucl3与所述纳米棒粉体中的mn的摩尔比为1:10，所述水浴反应为35℃的水浴锅上反应12h。

6.一种用于酸性oer电催化反应的工作电极，其特征在于：根据权利要求2-5任一项所述制备方法制得的、或根据权利要求1所述ru-mn2o3/mno2复合材料在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘彤，宋文佳，
申请(专利权)人：天目山实验室，
类型：发明
国别省市：