纳米氧化铱催化剂、其制备方法及应用与流程

技术特征：
1.一种纳米氧化铱催化剂，其包括纳米氧化铱，所述纳米氧化铱催化剂的结晶度为21-38％，比表面积为130-180m2/g。2.根据权利要求1所述的纳米氧化铱催化剂，其特征在于，以0.5m的稀硫酸溶液为电解质，达到10ma/cm2电流密度时，所述纳米氧化铱催化剂的析氧过电位小于280mv，优选为245-270mv，优选为250-255mv；所述纳米氧化铱催化剂的塔费尔斜率小于100mv/dec，优选小于95v/dec，更优选80-90v/dec。3.根据权利要求1所述的纳米氧化铱催化剂，其特征在于，所述纳米氧化铱催化剂的平均粒径为35-120nm，优选为40-100nm，更优选为50-90nm；所述纳米氧化铱催化剂的比表面积为140-170m2/g，更优选为150-160m2/g；所述纳米氧化铱催化剂的结晶度为24-34％，更优选为27-30％。4.一种纳米氧化铱催化剂的制备方法，其特征在于，所述方法中，铱化合物在溶液中与沉淀剂、造孔剂和表面活性剂作用形成催化剂前驱体，经焙烧得到纳米氧化铱催化剂。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1、将铱化合物溶解于溶液中；步骤2、向步骤1得到的溶液，依次加入沉淀剂、造孔剂和表面活性剂，搅拌均匀，蒸发溶剂后，得到催化剂前驱体；步骤3、焙烧催化剂前驱体，得到纳米氧化铱催化剂。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤1中，溶液中铱化合物的浓度为0.05-4mol/l，优选为0.1-2.5mol/l，更优选为0.1-1mol/l。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤2中，所述沉淀剂选自碱金属氢氧化物、尿素和铵盐中的一种或几种，优选为铵盐中的一种或几种，如氯化铵、碳酸铵、碳酸氢铵、硝酸铵和硫酸铵，更优选为氯化铵、碳酸铵和碳酸氢铵中的一种或几种，所述沉淀剂与铱化合物的质量摩尔比(4-35)g:(1.5-2.5)mmol，优选为(6-25)g:(1.5-2.5)mmol，更优选为(8-15)g:(1.5-2.5)mmol；所述造孔剂选自尿素和铵盐中的一种或几种，优选为尿素、氯化铵、碳酸铵和碳酸氢铵中的一种或几种，更优选为尿素、氯化铵和碳酸氢铵中的一种或几种，如尿素、氯化铵或碳酸氢铵，所述造孔剂与铱化合物的质量摩尔比为(4-35)g:(1.5-2.5)mmol，优选为(6-25)g:(1.5-2.5)mmol，更优选为(8-15)g:(1.5-2.5)mmol；所述表面活性剂选自烷基胺中的一种或几种，优选为季铵盐中的一种或几种，所述表面活性剂与铱化合物的质量摩尔比为(0.01-0.15)g:(1.5-2.5)mmol，优选为(0.01-0.1)g:(1.5-2.5)mmol，更优选为(0.01-0.05)g:(1.5-2.5)mmol。8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤3中，所述焙烧温度为360-660℃，优选为420-600℃，更优选为480-540℃。9.根据权利要求1至3之一所述的纳米氧化铱催化剂的用途，其特征在于，在水电解制氢中，用于制备膜电极。10.一种膜电极，其特征在于，所述膜电极包括质子交换膜(1)、阴极催化层(2)和阳极催化层(3)，
所述阳极催化层(3)以包括纳米氧化铱催化剂为原料制备得到，所述阳极催化层(3)中氧化铱含量为1-10mg(iro2)/cm2，优选为1.3-6mg(iro2)/cm2，更优选为1.5-3mg(iro2)/cm2。

技术总结
本发明提供了一种纳米氧化铱催化剂，其具有良好的水电解阳极催化剂性能，催化活性高，有效降低析氧过电位的同时，在实际应用中有效降低槽压，节约能源，提高产氢量。制备方法简单，原料来源广泛易得，容易实施和控制，便于在实际生产中应用。实际生产中应用。


技术研发人员：王艳华
受保护的技术使用者：湖南紫潇新材料有限责任公司
技术研发日：2022.11.30
技术公布日：2023/3/28