二氧化铱催化剂及其制备方法与流程

本申请涉及制氢，具体涉及一种二氧化铱催化剂及其制备方法。

背景技术：

1、随着经济的快速发展，能源资源的消耗速度也迅速增长，而煤、石油、天然气等传统化石能源资源日益枯竭，人类迫切需要开发替代能源和可再生能源去满足能源需求，以补充和替代现有的化石能源。在从化石燃料向可再生能源过渡的过程中，氢气有望发挥重要作用，走向可持续的能源未来。

2、电解水可以生成氢气和氧气，且该反应不产生有毒有害物质，环境友好，为储存太阳能、风能等间歇性能源提供了一种可能的方式。然而，由于电解水反应的oer(“oxygenevolution reaction”的缩写，即析氧反应)反应缓慢的动力学过程，该反应需要的电压大大高于水分解的热力学电势。二氧化铱(iro2)催化剂在oer反应中有着较好的稳定性和催化活性，利于改善oer反应的动力学性能，但是析氧反应所需电压仍较高，进一步降低析氧反应电位对于提高制氢效率、降低能耗等具有重要意义。

技术实现思路

1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出二氧化铱催化剂及其制备方法，采用溶胶凝胶法和自蔓延燃烧法制备二氧化铱催化剂，所得二氧化铱催化剂具有较低的析氧电位。

2、本申请第一个方面提出了一种制备二氧化铱催化剂的方法，包括步骤：

3、将三价铱盐、硝酸盐与水混合，得到第一溶液；

4、将第一溶液与分散剂混合，得到第二溶液；分散剂为自蔓延燃烧物质；

5、将第二溶液进行浓缩处理，得到第一中间产物；

6、将第一中间产物进行一次煅烧处理，得到第二中间产物；

7、将第二中间产物进行二次煅烧处理，得到二氧化铱催化剂；二次煅烧处理的煅烧温度t2高于一次煅烧处理的煅烧温度t1。

8、本申请采用溶胶凝胶法结合自蔓延燃烧法合成二氧化铱催化剂，可用作酸性电解水吸氧反应的催化剂，具有片状结构的微观形貌，表现出较高的催化活性，具有较低的析氧电位，利于提高电解水反应效率。

9、在一些实施方式中，二次煅烧处理，控制参数包括：

10、煅烧温度t2为350℃-600℃，煅烧时间为t2为2h-8h。

11、在一些实施方式中，分散剂与三价铱盐的铱元素的摩尔比为(1-4):1。

12、在一些实施方式中，制备方法还满足以下至少一项：

13、(a)分散剂包括柠檬酸、葡萄糖中的一种或几种；

14、(b)三价铱盐包括氯化铱及其水合物、六氯铱酸钾及其水合物中的一种或几种；

15、(c)硝酸盐包括碱金属硝酸盐。

16、在一些实施方式中，分散剂包括柠檬酸。

17、在一些实施方式中，碱金属硝酸盐包含na元素、k元素中的一种或几种。

18、在一些实施方式中，三价铱盐与硝酸盐的质量比为1:(10-20)。

19、在一些实施方式中，将第二溶液进行浓缩处理，控制温度为40℃-90℃；和/或，一次煅烧处理，控制煅烧温度t1为150℃-300℃，煅烧时间为t1为0.5h-8h。

20、在一些实施方式中，还满足以下至少一项：

21、(a)将第二溶液进行浓缩处理，控制温度为40℃-90℃；

22、(b)一次煅烧处理，控制煅烧温度t1为150℃-300℃，煅烧时间为t1为0.5h-8h；

23、(c)一次煅烧处理结束后还包括步骤：将第二中间产物进行机械混合分散处理，再进行二次煅烧处理。

24、本申请第二方面提出了一种二氧化铱催化剂，二氧化铱催化剂的颗粒形貌表现为片状结构。

25、在一些实施方式中，二氧化铱催化剂为上述第一方面提出的方法制备得到的二氧化铱催化剂。

26、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

1.一种制备二氧化铱催化剂的方法，其特征在于，包括步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二次煅烧处理，控制参数包括：

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述分散剂与所述三价铱盐的铱元素的摩尔比为(1-4):1。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还满足以下至少一项：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述分散剂包括柠檬酸。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述碱金属硝酸盐包含na元素、k元素中的一种或几种。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三价铱盐与所述硝酸盐的质量比为1:(10-20)。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还满足以下至少一项：

9.一种二氧化铱催化剂，其特征在于，所述二氧化铱催化剂的颗粒形貌表现为片状结构。

10.根据权利要求9所述的二氧化铱催化剂，其特征在于，为权利要求1至9中任一项所述方法制备得到的二氧化铱催化剂。