[發(fā)明專利]一種雙功能氧電催化劑及其制備和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011471559.4
• 申請(qǐng)日: 2020-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN112758996B
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張如范;周晨暉;蒙海兵;韓瑩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): C01G55/00
• 分類號(hào): C01G55/00;H01M4/92;H01M12/08
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11262
• 代理人: 劉凱強(qiáng);張奎燕

1.一種雙功能氧電催化劑，其中，所述催化劑為A_1-x-yB_xC_yO₂，其中元素A選自Pt，Ir，Ru，Pd中的一種，元素B和元素C選自Mo，Mn，F(xiàn)e，Co，Ni，Cu和Zn，所述催化劑為三維多孔泡沫片狀的催化劑；

所述的雙功能氧電催化劑的制備方法，包括如下步驟：

1)將所述元素A的金屬鹽、所述元素B的金屬鹽和所述元素C的金屬鹽與碳水化合物以及產(chǎn)氣化合物在水中混合均勻，形成前驅(qū)體溶液；

2)將所述前驅(qū)體溶液預(yù)燒；將所述預(yù)燒得到的產(chǎn)物煅燒得到所述催化劑；

所述碳水化合物選自殼聚糖、蔗糖、果糖、葡萄糖、麥芽糖、纖維素、淀粉、半纖維素、甘露糖、果聚糖、木糖醇、阿拉伯糖、赤蘚糖、山梨醇、木糖醇和菊芋中的任意一種或更多種；

所述產(chǎn)氣化合物選自硫脲、氯化銨、尿素和硫酸銨中的任意一種或更多種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙功能氧電催化劑，其中，所述元素B與元素C相同。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙功能氧電催化劑，所述催化劑中金屬A、金屬B和金屬C的原子數(shù)百分比之和以100at.％計(jì)，所述金屬B和金屬C的原子數(shù)百分比之和小于等于60at.％。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的雙功能氧電催化劑的制備方法，其中，包括如下步驟：

1)將所述元素A的金屬鹽、所述元素B的金屬鹽和所述元素C的金屬鹽與碳水化合物以及產(chǎn)氣化合物在水中混合均勻，形成前驅(qū)體溶液；

2)將所述前驅(qū)體溶液預(yù)燒；將所述預(yù)燒得到的產(chǎn)物煅燒得到所述催化劑；所述碳水化合物選自殼聚糖、蔗糖、果糖、葡萄糖、麥芽糖、纖維素、淀粉、半纖維素、甘露糖、果聚糖、木糖醇、阿拉伯糖、赤蘚糖、山梨醇、木糖醇和菊芋中的任意一種或更多種；

所述產(chǎn)氣化合物選自硫脲、氯化銨、尿素和硫酸銨中的任意一種或更多種。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙功能氧電催化劑的制備方法，其中，步驟1)中，所述前驅(qū)體溶液中，所述碳水化合物的濃度為0.1mol/L至10mol/L。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙功能氧電催化劑的制備方法，其中，所述碳水化合物的濃度為2mol/L至8mol/L。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙功能氧電催化劑的制備方法，其中，所述前驅(qū)體溶液中，所述產(chǎn)氣化合物的濃度為0.1mol/L-10mol/L。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙功能氧電催化劑的制備方法，其中，所述產(chǎn)氣化合物的濃度為2mol/L至8mol/L。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙功能氧電催化劑的制備方法，其中，所述前驅(qū)體溶液中，所述元素A金屬鹽、所述元素B金屬鹽和所述元素C金屬鹽之和的濃度為0.01mol/L至1mol/L。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙功能氧電催化劑的制備方法，其中，所述前驅(qū)體溶液中，所述元素A金屬鹽、所述元素B金屬鹽和所述元素C金屬鹽之和的濃度為0.01mol/L至0.1mol/L。

11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙功能氧電催化劑的制備方法，其中，所述步驟2)中的預(yù)燒溫度為30℃至300℃。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的雙功能氧電催化劑的制備方法，其中，所述預(yù)燒溫度為100℃至200℃。

13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的雙功能氧電催化劑的制備方法，其中，所述預(yù)燒時(shí)間為0.1h至100h。

14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的雙功能氧電催化劑的制備方法，其中，所述預(yù)燒時(shí)間為1h至20h。