【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂，具体涉及一种无铱钌基电催化析氧催化剂的制备方法。
技术介绍
1、利用太阳能和风能产生的可再生电力电解水生产清洁、高纯度氢燃料被认为是绿色可持续发展途径。与传统的碱性电解技术相比，质子交换膜电解（pemwe）制氢技术具有欧姆电阻低、气体交叉少、电流密度大、启停速度快、氢气纯度高等优点，受到了工业界和研究界的广泛关注。然而，阳极析氧反应(oer)过程中反应动力学活性差、电解质腐蚀性强等问题使得oer过程在很大程度上依赖于具有高耐腐蚀性和高活性的贵金属基电催化剂。
2、目前，基于铱（ir）基的oer电催化剂因其优异的活性和优异的稳定性而成为pemwe的主流电催化剂。但随着人们对pemwe的需求不断增加，基于ir的pemwe电催化剂的进一步推广和应用受到ir本身储量和高成本的严重限制。因此，开发新型的无铱或低铱载量的oer电催化剂体系是打破这一困境并解决pemwe进一步商业化应用问题的必要条件。
3、钌的成本约为铱的1/8，其氧化物（ruo2）的oer活性优于基于ir的氧化物（iro2）。然而，钌基催化剂由于在oer电位下将ru转化为可溶的ruo4而导致结构崩溃，表现出较差的长期稳定性，因此阻碍了工业替代ir应用。一般来说，晶相的高电导率有利于ru位点和含氧吸附剂之间的快速电子转移动力学。而与结晶相不同，非晶相具有丰富的随机取向和不饱和配位键，有助于降低o 2p带，增加ru-o键的共价，从而提高电催化活性。此外，非晶态区域为钌基催化剂提供了结构灵活性，从而对结构扰动具有更大的耐受性，从而有助
技术实现思路
1、针对上述
技术介绍
中存在的不足，本专利技术主要解决的技术问题是：针对目前无铱的钌基电催化析氧催化剂难以长时间在酸性条件中稳定催化，且制备方法较为繁琐和不可控，高温热处理过程易导致材料聚集的问题。本专利技术提供一种无铱钌基电催化析氧催化剂的制备方法。该方法丰富了异金属引入和结构有序调控的结合手段，提高了无铱基催化剂在酸性电解水中的竞争力。
2、本专利技术第一个目的是提供一种无铱钌基电催化析氧催化剂的制备方法，包括以下步骤：
3、将一定量的钌源和钼源以及适量表面活性剂均匀分散于有机溶剂中，随后蒸干溶剂，得到前驱体产物；
4、将前驱体产物于300-500℃，保温2-7 h，即得无铱钌基电催化析氧催化剂。
5、优选的，所述钌源浓度为0.02 mmol/ml，钼源浓度范围为0.002-0.02 mmol/ml，表面活性剂浓度范围为0.0125-0.0375 mmol/ml；所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。
6、优选的，所述钌源为三水合氯化钌。
7、优选的，所述钼源为乙酰丙酮钼、钼酸铵或磷钼酸。
8、优选的，所述有机溶剂为无水乙醇。
9、优选的，所述蒸干溶剂的温度为70~80℃。
10、优选的，将前驱体产物以5~10 ℃/min升温至300-500℃。
11、本专利技术第二个目的是提供一种无铱钌基电催化析氧催化剂。
12、优选的，所述催化剂以不含铱元素的二氧化钌为主体，非贵金属钼均匀掺杂，具有有序和无序共存的结构。
13、本专利技术第三个目的是提供一种无铱钌基电催化析氧催化剂在电解中的应用。
14、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
15、本专利技术提供了一种无铱钌基电催化析氧催化剂的制备方法，本专利技术采用溶剂蒸干结合煅烧的简单策略，合成的纳米框架合金尺寸小，分布均匀，保证了前驱体的多样性。同时克服了异金属引入和结构有序调控的结合的问题，平衡了催化活性和稳定性的关系，具有优异的酸性电催化析氧性能，可在10 ma/cm2的电流密度下稳定工作3000 h，作为阳极催化剂应用于质子交换膜电解水测试中，在1.0 a/cm2和1.5 a/cm2的工业级电流密度下连续运行分别可超过2000 小时和1000小时，活性几乎不衰减。
16、本专利技术提供的方法具有普适性，适用于多种非贵金属掺杂的具有局部有序结构的二氧化钌的制备。
17、本专利技术的工艺流程简单安全，成本低廉，具有可控制备、大量合成等优点，适合工业化生产和规模化应用。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种无铱钌基电催化析氧催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的无铱钌基电催化析氧催化剂的制备方法，其特征在于，所述钌源浓度为0.02 mmol/mL，钼源浓度范围为0.002-0.02 mmol/mL，表面活性剂浓度范围为0.0125-0.0375 mmol/mL；所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。
3.根据权利要求1所述的无铱钌基电催化析氧催化剂的制备方法，其特征在于，所述钌源为三水合氯化钌。
4.根据权利要求1所述的无铱钌基电催化析氧催化剂的制备方法，其特征在于，所述钼源为乙酰丙酮钼、钼酸铵或磷钼酸。
5.根据权利要求1所述的无铱钌基电催化析氧催化剂的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂为无水乙醇。
6.根据权利要求1所述的无铱钌基电催化析氧催化剂的制备方法，其特征在于，所述蒸干溶剂的温度为70~80℃。
7.根据权利要求1所述的无铱钌基电催化析氧催化剂的制备方法，其特征在于，将前驱体产物以5~10 ℃/min升温至300-500℃。
8.一种权利要求1~7任一项
9.根据权利要求8所述的无铱钌基电催化析氧催化剂，其特征在于，所述催化剂以不含铱元素的二氧化钌为主体，非贵金属钼均匀掺杂，具有有序和无序共存的结构。
10.一种权利要求8所述的无铱钌基电催化析氧催化剂在电解中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种无铱钌基电催化析氧催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的无铱钌基电催化析氧催化剂的制备方法，其特征在于，所述钌源浓度为0.02 mmol/ml，钼源浓度范围为0.002-0.02 mmol/ml，表面活性剂浓度范围为0.0125-0.0375 mmol/ml；所述表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮。
3.根据权利要求1所述的无铱钌基电催化析氧催化剂的制备方法，其特征在于，所述钌源为三水合氯化钌。
4.根据权利要求1所述的无铱钌基电催化析氧催化剂的制备方法，其特征在于，所述钼源为乙酰丙酮钼、钼酸铵或磷钼酸。
5.根据权利要求1所述的无铱钌基电催化析氧催化剂...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。