铱基催化剂及其制备方法以及在质子交换膜电解水制氢中的用途技术

本公开涉及一种铱基催化剂及其制备方法以及在质子交换膜电解水制氢中的用途，该铱基催化剂为具有三维多孔结构的材料，铱基催化剂包含质量分数为80％以上的铱元素；铱基催化剂的XRD谱图中存在单质铱的特征峰。相比于现有的铱黑催化剂，本公开的铱基催化剂用作电解水制氢时，能够降低催化剂的使用量，同时具有更好的传质效果和导电性、更高的催化活性和优良的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及铱基催化剂，具体地，涉及一种铱基催化剂及其制备方法以及在质子交换膜电解水制氢中的用途。

技术介绍

1、氢能作为未来替代化石能源的理想候选者之一，具有很高的能效，且产物为零碳排放的水，同时其制备的原料丰富。为了更好的开发并且利用这些新能源，需要开发匹配的新型电化学能源存储与转换器件。

2、电解水产氢具有诸如原料丰富、温和的条件以及产物的纯度较高等明显的优势，因而受到工业界的青睐。其中，质子交换膜电解水制氢技术(pemwe)具有更快的响应速度，高的离子导电率，宽的操作温度和工作压力，高的电流密度和氢气纯度等优势，是目前工业界大力推崇的先进电解水制氢技术。

3、值得注意的是，在pemwe制氢技术中阳极催化剂是关键的研究方向，阳极发生水的氧化反应生成氧气，由于是四电子耦合质子的上升反应过程，表现出更高的过电势和慢的析氧反应动力学，同时阳极的强氧化条件和强酸性介质导致催化剂的稳定性方面有待进一步提高。

4、现有的商业质子交换膜电解水的阳极催化剂为铱黑和氧化铱，铱黑的活性相对更高、导电性更好，而氧化铱的稳定性更佳。目前膜电本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种铱基催化剂，其特征在于，所述铱基催化剂为具有三维多孔结构的材料，所述铱基催化剂包含质量分数为80％以上的铱元素；所述铱基催化剂的XRD谱图中存在单质铱的特征峰。

2.根据权利要求1所述的铱基催化剂，其特征在于，所述铱基催化剂包含质量分数为80～95％的铱元素。

3.根据权利要求1或2所述的铱基催化剂，其特征在于，所述铱基催化剂包含质量分数为2～16％的氧元素。

4.根据权利要求1所述的铱基催化剂，其特征在于，所述铱基催化剂满足以下的至少一个条件：

5.根据权利要求1所述的铱基催化剂，其特征在于，所述催化剂的总孔体积为0.08～0.1...

【技术特征摘要】

1.一种铱基催化剂，其特征在于，所述铱基催化剂为具有三维多孔结构的材料，所述铱基催化剂包含质量分数为80％以上的铱元素；所述铱基催化剂的xrd谱图中存在单质铱的特征峰。

2.根据权利要求1所述的铱基催化剂，其特征在于，所述铱基催化剂包含质量分数为80～95％的铱元素。

3.根据权利要求1或2所述的铱基催化剂，其特征在于，所述铱基催化剂包含质量分数为2～16％的氧元素。

4.根据权利要求1所述的铱基催化剂，其特征在于，所述铱基催化剂满足以下的至少一个条件：

5.根据权利要求1所述的铱基催化剂，其特征在于，所述催化剂的总孔体积为0.08～0.18cm3/g，优选为0.1～0.16cm3/g。

6.根据权利要求1所述的铱基催化剂，其特征在于，所述铱基催化剂的表观质量体积比不高于0.55g/cm3，优选为0.15～0.35g/cm3，更优选为0.20～0.30g/cm3。

7.根据权利要求1所述的铱基催化剂，其特征在于，所述铱基催化剂的三维多孔结构由纳米片连接而成；所述纳米片的平均厚度为2～8nm，优选为3.5～6.5nm。

8.根据权利要求1所述的铱基催化剂，其特征在于，所述铱基催化剂的xrd谱图中，单质铱的(111)晶面衍射峰的半峰宽为0.8～1.0°，优选为0.85～1.0°，且所述铱基催化剂的xrd谱图中不存在结晶型铱氧化物的衍射峰。

9.根据权利要求1所述的铱基催化剂，其特征在于，所述铱基催化剂的xrd谱图中还包含非结晶型氧化铱的特征峰。

10.根据权利要求1所述的铱基催化剂，...

【专利技术属性】
技术研发人员：林伟，杨雪，王成，程涛，程赟绿，肖晔曈，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：