[發明專利]一種用于電化學分解水反應的催化劑及其制備方法

在審

• 申請號: 202010139849.2
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111330583A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 夏天;王秀;竇英南;趙輝
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: B01J23/825
• 分類號: B01J23/825;B01J35/10;C25B11/06;C25B1/04
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 岳泉清

1.一種用于電化學分解水反應的催化劑，其特征在于用于電化學分解水反應的催化劑以金屬離子硝酸鹽為前驅體，經靜電紡絲制備得到，記為LnBa_1-xSr_xCo_2-yFe_yO_5+δ催化劑；其中δ為0～0.5，x為0～0.5，y為0～0.4，Ln為Pr、Eu或Gd。

2.如權利要求1所述的一種用于電化學分解水反應的催化劑的制備方法，其特征在于用于電化學分解水反應的催化劑的制備方法是按以下步驟進行：

一、按照式子LnBa_1-xSr_xCo_2-yFe_yO_5+δ催化劑進行原料稱取，將原料加入到N,N-二甲基甲酰胺中，室溫條件下磁力攪拌至完全溶解，得到金屬離子硝酸鹽分散液；所述金屬離子硝酸鹽分散液的濃度為0.05～0.1mol/L；

二、將聚乙烯吡咯烷酮加入到金屬離子硝酸鹽分散液中，繼續磁力攪拌，得到靜電紡絲所需的前驅體溶液；所述聚乙烯吡咯烷酮的質量與金屬離子硝酸鹽分散液的體積比為1g:(8～10)mL；

三、將靜電紡絲前驅體溶液注入到帶有不銹鋼針頭的注射器中，將注射器放置在靜電紡絲機中，調節靜電紡絲工作參數，通過旋轉接收網得到納米纖維材料；

四、對納米纖維材料進行真空干燥，然后在空氣氣氛下高溫燒結，即得LnBa_1-xSr_xCo_2-yFe_yO_5+δ催化劑；其中δ為0～0.5，x為0～0.5，y為0～0.4。

3.根據權利要求2所述的用于電化學分解水反應的催化劑的制備方法，其特征在于步驟一中所述原料為式中金屬離子的硝酸鹽；其中Ln表示鑭系硝酸鹽，具體為Pr(NO₃)₃·6H₂O、Eu(NO₃)₃·6H₂O或Gd(NO₃)₃·6H₂O。

4.根據權利要求2所述的用于電化學分解水反應的催化劑的制備方法，其特征在于步驟一中所述磁力攪拌的速率為500～800rpm。

5.根據權利要求2所述的用于電化學分解水反應的催化劑的制備方法，其特征在于步驟三中所述靜電紡絲工作參數為：針頭出射口距離接收網22～25cm，溶液出射速度為0.05～0.10mm/min，接收速度為5～10r/min，針頭與接收網之間施加恒定的15～18kV高壓靜電，工作溫度為25～30℃，濕度為30～35％。

6.根據權利要求2所述的用于電化學分解水反應的催化劑的制備方法，其特征在于步驟四中所述真空干燥是在溫度為50～60℃的真空條件下干燥6～12h。

7.根據權利要求2所述的用于電化學分解水反應的催化劑的制備方法，其特征在于步驟四中所述在空氣氣氛下高溫燒結是在空氣氣氛中以2～5℃/min的升溫速率將溫度從室溫升至850～950℃然后在溫度為850～950℃的條件下煅燒5～6h。