[发明专利]一种高活性、高稳定性IrFe纳米合金复合材料及其制备方法、催化剂、应用

权利要求书

1.一种IrFe纳米合金复合材料，其特征在于，所述IrFe纳米合金复合材料包括N掺杂碳层和复合在所述N掺杂碳层上的IrFe纳米合金。

2.根据权利要求1所述的IrFe纳米合金复合材料，其特征在于，所述IrFe纳米合金为IrFe纳米合金颗粒；

所述IrFe纳米合金的粒径为1～10nm；

所述IrFe纳米合金的形貌包括球形、椭球形和多边形中的一种或多种；

所述IrFe纳米合金中，Ir与Fe的原子比为(1.5～3)∶1。

3.根据权利要求1所述的IrFe纳米合金复合材料，其特征在于，所述N掺杂碳层的厚度为2～30nm；

所述N掺杂碳层的片径为50～1000nm；

所述N掺杂碳层中，N与C的原子比为(0.01～0.2)∶1；

所述N掺杂碳层与所述IrFe纳米合金的质量比为(1～4)∶1；

所述IrFe纳米合金复合材料的尺寸为50～1000nm。

4.根据权利要求1所述的IrFe纳米合金复合材料，其特征在于，所述碳层的结构为多层石墨烯结构；

所述IrFe纳米合金含有(111)晶面和(200)晶面；

所述IrFe纳米合金复合材料的比表面积为200～1000m²/g；

所述IrFe纳米合金复合材料的孔隙率为0.5～2cm³/g。

5.一种IrFe纳米合金复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将Fe-MOFs、可溶性铱源和溶剂混合后，得到铱修饰的Fe-MOFs前驱体；

2)在还原气氛下，将上述步骤得到的铱修饰的Fe-MOFs前驱体进行热处理后，得到中间体；

3)将上述步骤得到的中间体进行刻蚀后，得到IrFe纳米合金复合材料。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述Fe-MOFs包括铁-二甲基咪唑、铁-苯并咪唑和铁-咪唑中的一种或多种；

所述可溶性铱源包括氯化铱、醋酸铱、硝酸铱、溴化铱和碘化铱中的一种或多种；

所述溶剂包括甲醇、乙醇、乙二醇、正己烷、四氢呋喃和丙酮中的一种或多种；

所述步骤1)具体为：

将Fe-MOFs和溶剂组成的Fe-MOFs溶液，和可溶性铱源水溶液混合后，得到铱修饰的Fe-MOFs前驱体；

所述Fe-MOFs溶液与所述可溶性铱源水溶液的体积比为50∶(0.5～4)。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述热处理的压力为0.5～1.5kPa；

所述热处理的温度为500～900℃；

所述热处理的时间为0.5～4h；

所述刻蚀的刻蚀液包括稀盐酸、稀硫酸、醋酸、稀硝酸、氢氟酸和氢碘酸中的一种或多种；

所述刻蚀的时间为6～24h；

所述刻蚀后还包括后处理步骤。

8.一种IrFe纳米合金复合材料催化剂，其特征在于，包括载体和负载在所述载体上的IrFe纳米合金复合材料；

所述IrFe纳米合金复合材料为权利要求1～4任意一项所述的IrFe纳米合金复合材料或权利要求5～7任意一项所述的制备方法所制备的IrFe纳米合金复合材料。

9.根据权利要求8所述的IrFe纳米合金复合材料催化剂，其特征在于，所述载体包括碳载体、二氧化硅载体、三氧化二铝载体、陶瓷载体、分子筛、碳化硅、高岭土、氟聚合物和石英玻璃中的一种或多种；

所述载体可以为凝胶载体；

所述负载的负载量为0.1～1mg·cm^-2。

10.权利要求1～4任意一项所述的IrFe纳米合金复合材料、权利要求5～7任意一项所述的制备方法所制备的IrFe纳米合金复合材料或权利要求8～9任意一项所述的IrFe纳米合金复合材料催化剂在电化学领域中的应用。