一种Ru和/或Ir贵金属氧化物及其在析氧电催化的应用

摘要

本发明涉及一种Ru和/或Ir贵金属氧化物，其分子式可表示为RuxIr1-xO2，其中0≤x≤1。该贵金属氧化物的制备是以氨基修饰的氧化硅分子筛SBA-15为模板，通过库仑与毛细管力作用，将Ru和/或Ir贵金属浸渍还原于模板壳体的周边孔中。该方法是一种简便的形貌可控的贵金属氧化物的制备方法，同时将硬模板法应于二元贵金属氧化物的制备，扩展了其应用范围。将本发明制备的RuxIr1-xO2用作固体聚合物电解质(SPE)水电解池阳极催化剂时具有较好的析氧电催化性能。本发明在可再生燃料电池(RFC)、光电催化、电解氢气发生器装置中有广泛的利用价值。

主权项

一种Ru和/或Ir贵金属氧化物，其特征在于：所述贵金属氧化物可用分子式RuxIr1‑x02表示，其中0≤x≤1，所述贵金属氧化物是以未除去表面活性剂的氧化硅分子筛为模板制备而成；按如下过程制备获得，(1)以未除去表面活性剂的氧化硅分子筛为模板，氨丙基硅酸乙酯(APS)为氧化硅分子筛的修饰剂，乙醇为溶剂，通过控制APS与模板的反应条件，在其表面嫁接大量碱性的氨基；氨基硅烷在无水乙醇中的浓度为0.5～4wt.％，氧化硅与氨丙基硅酸乙酯的固液质量比为0.05～0.4，反应温度为20～80℃，反应时间为0.5～8h，然后经过滤分离、乙醇洗涤后，移至40‑80℃真空烘箱中，干燥4～24h；(2)将上述制备的氨基修饰的氧化硅分子筛均匀分散于去离子水中，加入可溶性Ru和/或Ir贵金属盐，搅拌使其充分溶解；所述可溶性Ru和/或Ir贵金属盐溶于去离子水中的总金属摩尔浓度为0.01～0.1M，所述分子筛于去离子水中的量为0.3～3wt.％；(3)在氮气或氩气非氧化性的气氛下，将还原剂NaBH4或KBH4的水溶液滴加至上述高速搅拌的贵金属盐溶液中，还原反应时间为1～24h，所述NaBH4或KBH4溶液的摩尔浓度为0.1～4M，总贵金属离子与NaBH4或KBH4的摩尔比为0.5～0.02；(4)将上述溶液在20～60℃下静置陈化0～12d后，分离、固体物用去离子水或乙醇洗涤至溶液为中性，40～80℃干燥，获得贵金属/贵金属氧化物与氧化硅复合固体粉末；(5)在空气或氧气气氛中，将上述固体粉末移至管式炉中焙烧，从室温程序升温至400～800℃，程序升温速率1～5℃min‑1，然后于焙烧温度400～800℃，焙烧时间2～6h，获得贵金属氧化物与氧化硅的复合体；(6)以HF溶液为氧化硅的刻蚀剂，除去上述复合体的氧化硅成分，分离洗涤后置于40～80℃的真空干燥箱中，得到最终产物RuxIr1‑xO2。