二氧化铱催化剂及其制备方法和应用技术

本公开涉及一种二氧化铱催化剂及其制备方法和应用，该二氧化铱催化剂为具有三维多孔结构的材料，三维多孔结构包含介孔和大孔；二氧化铱催化剂的XRD谱图中存在金红石型二氧化铱的特征峰。本公开的催化剂用作电解水制氢中的阳极催化剂时，能够有效降低催化剂的载量和提高分散性，同时具有更好的传质效果和导电性、更高的催化活性和优异的稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及二氧化铱催化剂，具体地，涉及一种二氧化铱催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

1、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。

2、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，体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。现有的商业质子交换膜电解水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。目前膜电极中铱的用量一般高于2mg/cm2，但其价格十分昂贵。因此，为了减少二氧化铱催化剂的使用成本，一方面需要在保证性能的前提下，降低膜电极中的铱用量，另一方面需要进一步提高二氧化铱催化剂的电化学活性和稳定性，尤其是面向大电流的电化学性能。

3、质子交换膜电解水的商用阳极催化剂是铱单质及其氧化物构成的体相催化剂。如果想借助负载型的策略降低铱金本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种二氧化铱催化剂，其特征在于，所述二氧化铱催化剂为具有三维多孔结构的材料，所述三维多孔结构包含介孔和大孔；所述二氧化铱催化剂的XRD谱图中存在金红石型二氧化铱的特征峰。

2.根据权利要求1所述的二氧化铱催化剂，其特征在于，所述二氧化铱催化剂包含质量分数为75％以上的铱元素，优选包含质量分数为76～84％的铱元素。

3.根据权利要求1或2所述的二氧化铱催化剂，其特征在于，所述二氧化铱催化剂包含质量分数为14～18％的氧。

4.根据权利要求1所述的二氧化铱催化剂，其特征在于，所述二氧化铱催化剂的孔隙率为50％以上，优选为70～90％；和/或，

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【技术特征摘要】

1.一种二氧化铱催化剂，其特征在于，所述二氧化铱催化剂为具有三维多孔结构的材料，所述三维多孔结构包含介孔和大孔；所述二氧化铱催化剂的xrd谱图中存在金红石型二氧化铱的特征峰。

2.根据权利要求1所述的二氧化铱催化剂，其特征在于，所述二氧化铱催化剂包含质量分数为75％以上的铱元素，优选包含质量分数为76～84％的铱元素。

3.根据权利要求1或2所述的二氧化铱催化剂，其特征在于，所述二氧化铱催化剂包含质量分数为14～18％的氧。

4.根据权利要求1所述的二氧化铱催化剂，其特征在于，所述二氧化铱催化剂的孔隙率为50％以上，优选为70～90％；和/或，

5.根据权利要求1所述的二氧化铱催化剂，其特征在于，所述二氧化铱催化剂的总孔体积为0.1～0.3cm3/g，优选为0.16～0.26cm3/g。

6.根据权利要求1所述的二氧化铱催化剂，其特征在于，所述二氧化铱催化剂的表观质量体积比不高于0.55g/cm3，优选为0.2～0.34g/cm3，更优选为0.22～0.3g/cm3。

7.根据权利要求1所述的二氧化铱催化剂，其特征在于，所述二氧化铱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1.5～6.5nm，优选为2～4.5nm。

8.根据权利要求1所述的二氧化铱催化剂，其特征在于，所述二氧化铱催化剂的xrd谱图中，金红石型二氧化铱的主衍射峰的半峰宽为1.5～3°，优选为1.6～2.4°。

9.二氧化铱催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述铱源前驱体选自无水氯化铱、氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成，林伟，杨雪，袁颜霞，顾方伟，陈泓武，
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：