[發明專利]溶膠凝膠法制備的釕基復合氧化物材料及制備方法和應用

在審

• 申請號: 202010007685.8
• 申請日: 2020-01-05
• 公開（公告）號: CN111151244A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 張龍生;王麗平;張波;彭慧勝
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: B01J23/46
• 分類號: B01J23/46;C25B1/10;C25B9/08;C25B11/06;C12P7/62;C12R1/01
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

1.一種溶膠凝膠法制備的釕基復合氧化物材料，其特征在于，所述復合氧化物材料中Ru的原子百分含量為30-60%，第二種金屬為Ir、Mo、Cu、Al或Mn中的一種，其原子百分含量為40-70%。

2.一種如權利要求1所述的釕基復合氧化物材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

（1）稱取1-5 g三氯化釕、0.2-2.5 g氯化物，溶解在50-200 mL N,N-二甲基甲酰胺溶劑中，將混合溶液在3-6℃冰箱中放置1-4小時；所述氯化物為IrCl₃、MoCl₅、CuCl₂、AlCl₃或MnCl₂；

（2）然后，將5-50 mL環氧丙烷和1-10 mL去離子水同時滴加進溶液中，通過振蕩使之充分混合；將溶液靜置2-5天，離心得到沉淀產物，并用丙酮清洗沉淀產物；干燥產物；

（3）將干燥的產物放入管式爐中，在空氣氛圍中以5-20 ℃/min 的升溫速率升至300-800 ℃，并煅燒2-6小時，制備得到溶膠凝膠法制備的釕基復合氧化物材料。

3.如權利要求1所述的溶膠凝膠法制備的釕基復合氧化物材料在制備析氧反應催化劑電極中的應用。

4.根據權利要求3所述的應用，其特征在于，具體步驟如下：

將釕基復合氧化物材料與導電劑分散在乙醇和水的混合溶劑中，并加入粘結劑，超聲分散后，將催化劑漿料滴涂在催化劑載體上；干燥后，即得電解水析氧反應的催化劑電極；其中，導電劑為碳黑、碳納米管或石墨烯，導電劑的比重為10-30%；粘結劑為5%全氟磺酸型聚合物溶液，粘結劑在催化劑漿料中的比重為5-10%；催化劑載體為碳紙、碳布、碳氈、金屬泡沫或金屬箔片，催化劑的負載量為2-20 mg/cm²。

5. 一種微生物電合成裝置，其特征在于，以權利要求1所述的溶膠凝膠法制備的釕基復合氧化物材料作為陽極催化劑，以20-60%鉑碳催化劑作為陰極催化劑，電解液為CO₂飽和的0.1-2 mol/L的磷酸緩沖鹽溶液，隔膜采用全氟磺酸質子交換膜，組裝得到微生物電合成裝置。