[發(fā)明專利]一種含IrO2

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010395890.6
• 申請日: 2020-05-12
• 公開（公告）號: CN111644183B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發(fā)明（設計）人: 張弛;梁一;孟頂頂;謝卓鴻;王崢;賀祥;梁萍;張忠華
• 申請（專利權）人: 五邑大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J35/02;C25B11/04;C25B11/093;C25B1/04
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 黃琳娟

本發(fā)明涉及一種含IrOsubgt;2/subgt;的鈣鈦礦氧化物的制備方法，包括如下步驟：(a)將四種金屬氧化物Lasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;、SrCOsubgt;3/subgt;、Cosubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;和IrOsubgt;2/subgt;混合后研磨，并加入有機溶劑，形成混合物A；(b)煅燒混合物A，得到混合物B；(c)在含還原性氣體的惰性氣體中焙燒混合物B，得到產物。其所制得的產物作為電催化劑應用于OER領域，具有優(yōu)異的催化性能，同時又能克服現(xiàn)有制造方法制備時間長、無法量產等無法滿足實際工業(yè)化需求的缺陷。

技術領域

本發(fā)明屬于電催化領域，具體涉及一種含IrO₂的鈣鈦礦氧化物的制備方法和應用。

背景技術

隨著社會的快速發(fā)展，對能源的需求也越來越多，石油、煤炭等資源已經(jīng)被過度的開發(fā)，同時傳統(tǒng)能源也為社會帶來了嚴重的環(huán)境污染。因此，開發(fā)新型能源是國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的必然要求。氫氣因其燃燒值大，燃燒產物清潔無污染，是理想的替代能源。通過水分解制氫，是極具吸引力的方法之一。電解水制氫涉及吸熱的陽極析氧反應(OER)，需要施加較高的過電勢才能突破能量壁壘激活反應。因此，設計高效、廉價且具有較高穩(wěn)定性的OER電催化劑是降低水分解制氫所需要的過電勢的核心。

鈣鈦礦氧化物因其結構穩(wěn)定、性能優(yōu)異、價格低廉等優(yōu)勢成為近年來作為電催化劑應用于OER領域的研究熱點，鈣鈦礦氧化物的一般結構式為ABO₃，其中A多為稀土元素或者堿土元素，B為過渡金屬，并且在A、B位均可摻雜其他金屬元素，形成化學式為A_1-xA′_xB_1-xB′_xO₃的鈣鈦礦氧化物。其中B位摻雜能夠優(yōu)化eg軌道填充、提升電子轉移能力，例如在LiCoO₃氧化物中摻Fe構成LiCo_0.8Fe_0.2O₃氧化物(Yinlong?Zhu，Wei?Zhou，Yubo?Chen，et.al.Advanced?Materials,2015,27(44)：7150-7155)，在SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ氧化物中摻雜W形成SrCo_0.4Fe_0.2W_0.4O_3-δ氧化物(Gao?Chen，Zhiwei?Hu,Yanping?Zhu，et.al.Journal?ofMaterials?Chemistry?A,2018,6(21):9854-9859)。摻雜后的鈣鈦礦氧化物擁有優(yōu)化的eg軌道填充、更好的電子轉移能力和更穩(wěn)定的結構，能夠提高OER催化性能，降低反應發(fā)生的過電位。但是其缺陷在于：僅通過一般過渡金屬元素摻雜的鈣鈦礦氧化物作為電催化劑，其電催化性能提升有限，水分解制氫發(fā)生需要的過電勢高于1.65V(Gao?Chen，Zhiwei?Hu,Yanping?Zhu，et.al.Journal?of?Materials?ChemistryA,2018,6(21)：9854-9859)，因此依然不能很好地滿足水分解制氫的需要。