[发明专利]一种含IrO2

说明书

本发明涉及一种含IrOsubgt;2/subgt;的钙钛矿氧化物的制备方法，包括如下步骤：(a)将四种金属氧化物Lasubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;、SrCOsubgt;3/subgt;、Cosubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;和IrOsubgt;2/subgt;混合后研磨，并加入有机溶剂，形成混合物A；(b)煅烧混合物A，得到混合物B；(c)在含还原性气体的惰性气体中焙烧混合物B，得到产物。其所制得的产物作为电催化剂应用于OER领域，具有优异的催化性能，同时又能克服现有制造方法制备时间长、无法量产等无法满足实际工业化需求的缺陷。

技术领域

本发明属于电催化领域，具体涉及一种含IrO₂的钙钛矿氧化物的制备方法和应用。

背景技术

随着社会的快速发展，对能源的需求也越来越多，石油、煤炭等资源已经被过度的开发，同时传统能源也为社会带来了严重的环境污染。因此，开发新型能源是国家可持续发展战略的必然要求。氢气因其燃烧值大，燃烧产物清洁无污染，是理想的替代能源。通过水分解制氢，是极具吸引力的方法之一。电解水制氢涉及吸热的阳极析氧反应(OER)，需要施加较高的过电势才能突破能量壁垒激活反应。因此，设计高效、廉价且具有较高稳定性的OER电催化剂是降低水分解制氢所需要的过电势的核心。

钙钛矿氧化物因其结构稳定、性能优异、价格低廉等优势成为近年来作为电催化剂应用于OER领域的研究热点，钙钛矿氧化物的一般结构式为ABO₃，其中A多为稀土元素或者碱土元素，B为过渡金属，并且在A、B位均可掺杂其他金属元素，形成化学式为A_1-xA′_xB_1-xB′_xO₃的钙钛矿氧化物。其中B位掺杂能够优化eg轨道填充、提升电子转移能力，例如在LiCoO₃氧化物中掺Fe构成LiCo_0.8Fe_0.2O₃氧化物(Yinlong Zhu，Wei Zhou，Yubo Chen，et.al.Advanced Materials,2015,27(44)：7150-7155)，在SrCo_0.8Fe_0.2O_3-δ氧化物中掺杂W形成SrCo_0.4Fe_0.2W_0.4O_3-δ氧化物(Gao Chen，Zhiwei Hu,Yanping Zhu，et.al.Journal ofMaterials Chemistry A,2018,6(21):9854-9859)。掺杂后的钙钛矿氧化物拥有优化的eg轨道填充、更好的电子转移能力和更稳定的结构，能够提高OER催化性能，降低反应发生的过电位。但是其缺陷在于：仅通过一般过渡金属元素掺杂的钙钛矿氧化物作为电催化剂，其电催化性能提升有限，水分解制氢发生需要的过电势高于1.65V(Gao Chen，Zhiwei Hu,Yanping Zhu，et.al.Journal of Materials ChemistryA,2018,6(21)：9854-9859)，因此依然不能很好地满足水分解制氢的需要。