【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及贵金属氧化物催化剂，尤其涉及一种多孔irru氧化物催化剂、制备方法及催化应用。
技术介绍
1、ir基和ru基催化剂多应用在有机合成、催化燃烧、电催化及电池技术等，但是具有活性较低及稳定性不足的问题，ir基和ru基催化剂较难难同时具备高活性和高稳定性。同时，由于ir基和ru基催化剂为贵金属催化剂，它们单位质量的活性也较难得到有效提升。
技术实现思路
1、有鉴于此，为了至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一，本专利技术提供了一种多孔irru氧化物催化剂、制备方法及催化应用。
2、根据本专利技术一个方面的实施例，提供一种多孔irru氧化物催化剂，多孔irru氧化物催化剂中，铱的重量百分比含量为1~100%。
3、根据本专利技术又一个方面的实施例，提供一种如上述的多孔irru氧化物催化剂在生物质氧化反应和氧析出反应中的催化应用。
4、根据本专利技术再一个方面的实施例，提供了一种多孔irru氧化物催化剂的制备方法，包括：将铱盐前驱体、钌盐前驱体加入至溶有非离子型表面活性剂的酸性溶液中搅拌，得到混合液。其中，铱离子和钌离子吸附至由非离子型表面活性剂形成的胶束上；将混合液进行干燥处理，得到吸附有铱离子和钌离子的凝胶；对吸附有铱离子和钌离子的凝胶在空气中煅烧处理，制备得到多孔irru氧化物催化剂。
5、根据本专利技术的实施例，非离子型表面活性剂为聚醚类非离子型表面活性剂。
6、根据本专利技术的实施例，非离子型表面活性剂
7、根据本专利技术的实施例，溶有非离子型表面活性剂的酸性溶液是通过以下操作制备得到的：将非离子型表面活性剂溶解于水中搅拌，得到溶有非离子型表面活性剂的溶液；在溶液中加入酸，形成溶有非离子型表面活性剂的酸性溶液；其中，酸包括盐酸、冰醋酸、甲酸、硝酸、硫酸的组合，优选为盐酸、冰醋酸的组合。
8、根据本专利技术的实施例，形成酸性溶液中使用的溶剂为水、四氢呋喃、无水乙醇、异丙醇中的至少一种，优选为水。
9、根据本专利技术的实施例，干燥处理的温度为20~90℃；煅烧处理的条件为：以1~100℃/min的升温速率升温至50~1000℃，在50~1000℃的热处理温度下煅烧0.1~50h。
10、优选地，煅烧处理的条件为：以1~20℃/min的升温速率升温至200~800℃，在200~800℃的热处理温度下煅烧0.5~10h。
11、根据本专利技术的实施例，铱盐前驱体包括：四氯化铱、三氯化铱或其水合物、氯铱酸或其水合物、醋酸铱、氯铱酸铵、氯铱酸钾、氯铱酸钠、溴铱酸钾、溴铱酸钠、三羰基氯化铱、十二羰基四铱、碘化铱中的至少一种；钌盐前驱体包括：三氯化钌或其水合物、氯钌酸铵、氯钌酸钾、氯钌酸钠、乙酰丙酮钌、乙酸钌、醋酸钌、溴化钌、碘化钌、高钌酸钾、六羰基氯化钌、十二羰基三钌、钌红四水合物、亚硝酰乙酸钌中的至少一种。
12、根据本专利技术的实施例，制备过程中还任选添加其他贵金属前驱体，包括氯铂酸、氯铂酸铵、二氯化铂、亚硫酸铂、四氯化铂、氯铂酸钾、氯亚铂酸钾、氯铂酸锂水合物、氯亚铂酸钠、氯铂酸钠、六溴化铂钾、氯金酸、氯化金钾、氯金酸钠、氯化钯、氯钯酸钠、氯钯酸铵、硝酸钯、硫酸钯、丙酸钯、溴钯酸钾、氯亚钯酸钾、乙酸钯、六氯代钯酸钠、氯化铑、氯铑酸钾、氯铑酸铵、硝酸铑、硫酸铑、醋酸铑中的至少一种。
13、根据本专利技术再一个方面的实施例，提供一种质子交换膜，包括膜基体和第一催化剂层，第一催化剂层形成于膜基体的第一表面，第一催化剂层包括如上述的多孔irru氧化物催化剂。
14、基于上述技术方案，本专利技术的一种多孔irru氧化物催化剂、制备方法及催化应用至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：
15、根据本专利技术的实施例，通过使用非离子型表面活性剂辅助的软模板法制备了一种具有较高活性和较高稳定性的多孔irru复合氧化物催化剂，并成功将其应用于低温生物质转化和析氧反应中。
16、根据本专利技术的实施例，通过将非离子型表面活性剂浸入至酸性溶液中，使得非离子型表面活性剂上亲水的极性头朝向外侧，与酸性溶液中的水分子之间形成氢键或其他形式的相互作用；疏水的碳氢链朝向内侧，自组装形成稳定的胶束结构。非离子型表面活性剂的极性头不带电荷，并且其中没有可以释放或吸收质子的官能团，因此非离子型表面活性剂在水中不会形成带电的离子。进一步地，由于其不形成离子，因此，非离子型表面活性剂的溶解性和胶束的形成不受溶液ph值的影响。非离子型表面活性剂在水中形成的胶束主要是通过疏水相互作用（疏水链间的相互作用）和亲水相互作用（极性头和水分子间的相互作用）来维持稳定，这些相互作用不依赖于ph值，因此胶束在广泛ph范围下都能保持较为稳定的状态，有助于在酸性环境下吸附铱离子和钌离子形成稳定的ir3+/ru3+的胶束组合体，有利于提高制备过程的稳定性。本专利技术通过使用非离子型表面活性剂作为软模板，相较于使用硬模板法省去了合成硬模板以及去除硬模板的复杂步骤，较大地简化了材料制备操作，有利于后续进行宏量制备。并且，利用非离子型表面活性剂形成胶束，然后在空气中煅烧有助于形成多孔irru氧化物催化剂，有利于暴露形成较多的活性位点，该多孔irru氧化物催化剂为纳米粒子。在后续应用于生物质氧化反应时，该多孔irru氧化物催化剂具有较好的催化能力。在后续应用于电解水
时，该多孔irru氧化物催化剂作为电解水阳极时，有利于促进析氧反应的进行。
【技术保护点】
1.一种多孔IrRu氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述非离子型表面活性剂为聚醚类非离子型表面活性剂。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述非离子型表面活性剂选自聚醚F68、聚醚F123、聚醚F124、聚醚F127、聚醚F188、聚醚L65、聚乙二醇-b-聚苯乙烯、聚（丙二醇）-嵌段-聚（乙二醇）-嵌段-聚（丙二醇）、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、十八胺聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪酰胺704中的任意一种或多种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶有非离子型表面活性剂的酸性溶液是通过以下操作制备得到的：
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述干燥处理的温度为20~90℃；
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铱盐前驱体包括：四氯化铱、三氯化铱或其水合物、氯铱酸或其水合物、醋酸铱、氯铱酸铵、氯铱酸钾、氯铱酸钠、溴铱酸钾、溴铱酸钠、三羰基氯化铱、十二羰基四铱、碘化铱中的至少一种；
7.一种如权利要求
8.一种如权利要求7所述的多孔IrRu氧化物催化剂在生物质氧化反应和氧析出反应中的催化应用。
9.一种质子交换膜，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种多孔irru氧化物催化剂的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述非离子型表面活性剂为聚醚类非离子型表面活性剂。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述非离子型表面活性剂选自聚醚f68、聚醚f123、聚醚f124、聚醚f127、聚醚f188、聚醚l65、聚乙二醇-b-聚苯乙烯、聚（丙二醇）-嵌段-聚（乙二醇）-嵌段-聚（丙二醇）、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、十八胺聚氧乙烯醚、聚氧乙烯脂肪酰胺704中的任意一种或多种。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶有非离子型表面活性剂的酸性溶液是通过以下操作制备得到的：
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