[发明专利]一种基于水解法制备团簇状IrO2

说明书

本发明公开了一种基于水解法制备团簇状IrO₂纳米材料的方法，包括以下步骤：(1)选取氯铱酸钾溶于去离子水中得氯铱酸钾稀溶液，将氯铱酸钾稀溶液置于金管中，密封金管；(2)将密封后金管置于水热反应釜中，调节水热反应釜内温度为200～600℃，反应压力为100MPa，进行水解反应12～24小时；(3)水解反应后，打开水热反应釜，取出金管并破开，回收金管内残余溶液，清洗金管内壁，然后干燥处理，获得团簇状IrO₂纳米颗粒。该方法原料单一，易得，实验过程严谨高效，其制备的IrO₂纳米颗粒粒径为几十纳米到几百纳米，合成出的IrO₂纳米颗粒具有团簇结构，晶型完好。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及一种基于水解法制备团簇状IrO₂纳米材料的方法。

背景技术

氧化铱(IrO₂)是当今新能源领域中极其重要的材料。由于具有良好的电导率、催化活性以及耐电化学腐蚀性等性能，IrO₂被广泛应用于析氯和析氧耐用电极材料、固体聚合物电解质电解水、燃料电池催化材料、污水处理、饮用水电化学消毒、电镀、阴极保护以及光电催化剂等诸多领域。

因此，前人对于IrO₂的研究与制备开展了大量的工作，目前主要的IrO₂纳米材料的合成方法有：

(1)采用Ti等基板来热分解铱的前驱体化合物，生成稳固的IrO₂层，即形成电极材料，包括：高时庄等，2020，用于酸性废水处理的具有RuO₂-IrO₂中间层的电极材料及制备方法，CN 111943327 A；闫镇威等，2017，一种钛基TiNx/IrO₂-Ta₂O₅涂层阳极，CN 104846398B；赵旭和罗京，2018，一种具有光电催化性能的TiO₂/Ru-IrO₂电极的制备方法及应用，CN108408845 A；孔凡栋等，2016，单分散纳米氧化铱电催化剂的合成方法，CN 104437481 B；

(2)利用溅射技术制备IrO₂薄膜或薄层，包括：朱君秋等，2015，一种电镀液、IrO₂/ZnO纳米复合结构薄膜材料及其制备方法，CN 104894620 A；

(3)采用硝酸盐熔烧法，即Adams法，批量制备纳米尺度的IrO₂颗粒，包括：RastenE et al.2003，Electrocatalysis in water electrolysis with solid polymerelectrolyte.Electrochimica Acta，2003，48(25)：3945-3952；

(4)采用胶体法合成IrO₂颗粒，包括：Cruz J C et al.2011.Nanosized IrO₂electrocatalysts for oxygen evolution reaction in an SPE electrolyzer.Journalof Nanoparticle Research，13(4)：1639-1646；

(5)采用多种溶液混合并进行蒸干、灼烧来获得IrO₂纳米颗粒，包括：邢巍等，2014，一种用于水电解的IrO₂催化剂及其制备方法，CN 104209121 A；邢巍等，2018，一种多孔超高比表面积IrO₂析氧催化剂及其制备方法，CN 106111130 B。