一种高熵合金催化剂及其制备方法与应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115838942A(43)申请公布日2023.03.24(21)申请号202211356860.X(22)申请日2022.11.01(71)申请人中国科学院赣江创新研究院地址341001江西省赣州市赣县区储潭镇储潭圩科学院路1号(72)发明人陈庆军钱方仁彭立山张家玮(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332专利代理师赵颖(51)Int.Cl.C25B11/089(2021.01)C25B11/065(2021.01)C25B1/04(2021.01)权利要求书2页说明书11页附图3页(54)发明名称一种高熵合金催化剂及其制备方法与应用(57)摘要本发明提供一种高熵合金催化剂及其制备方法与应用，所述制备方法包括：混合碳材料与金属盐溶液，得到混合物；混合物经干燥、研磨和热冲击，得到所述高熵合金催化剂；所述热冲击的温度为700‑1000℃；所述热冲击的时间为8‑40s。本发明利用热冲击的方法制备高熵合金催化剂，整个过程时间不足1分钟，能够有效防止合金颗粒团聚，且最大限度地保持高熵合金催化剂的结构均匀性，避免发生相偏析；在热冲击过程中碳材料既作为载体能够提高高熵合金催化剂的导电性，又充当还原剂，将金属盐还原成金属单质，在高温下金属单质扩散形成合金，最终生成高熵合金催化剂；工艺简单，容易控制，流程短，有利于实现高熵合金催化剂的规模化生产。CN115838942ACN115838942A权利要求书1/2页1.一种高熵合金催化剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：混合碳材料与金属盐溶液，得到混合物；混合物经干燥、研磨和热冲击，得到所述高熵合金催化剂；所述热冲击的温度为700‑1000℃；所述热冲击的时间为8‑40s。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热冲击在保护性气氛中进行；优选地，所述保护性气氛包括氮气和/或惰性气体；优选地，所述惰性气体包括氦气、氖气、氩气、氪气或氙气中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述热冲击时相对压力为‑0.05至0.1MPa。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述碳材料与所述金属盐溶液的固液比为(0.3‑4):1，所述固液比的单位为g/L；优选地，所述金属盐溶液中的金属元素与所述碳材料的质量比为(5‑25):100。4.根据权利要求1‑3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述碳材料包括炭黑XC‑72。5.根据权利要求1‑4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液中的金属盐包括过渡金属盐、稀土金属盐、镁盐、铟盐或镓盐中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述过渡金属盐包括铁盐、镍盐、钴盐、铜盐、锰盐或锌盐中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述稀土金属盐包括钐盐、钆盐、钇盐或钪盐中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述金属盐溶液的摩尔浓度为0.005‑0.1mol/mL；优选地，所述金属盐溶液中包括至少5种金属元素；优选地，所述金属盐溶液中任一种金属元素相对于所含金属元素的摩尔分数为5‑40％；优选地，所述金属盐溶液中的金属盐包括硝酸盐、醋酸盐、乙酰丙酮盐或氯化盐中的任意一种或至少两种的组合。6.根据权利要求1‑5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液的溶剂为乙醇与水混合物；优选地，所述乙醇和水混合物中，乙醇与水的体积比为(1‑4):1。7.根据权利要求1‑6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述混合的温度为20‑30℃；优选地，所述混合的时间为20‑28h；优选地，所述混合伴随着搅拌，搅拌速率为300‑600r/min；优选地，所述干燥的温度为60‑100℃；优选地，所述干燥的时间为8‑12h；优选地，所述干燥伴随着搅拌，搅拌速率为300‑600r/min。8.根据权利要求1‑7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：(1)在20‑30℃下混合固液比为(0.3‑4):1g/L的碳材料与金属盐溶液混合20‑28h后，得到混合物；所述混合伴随着搅拌，搅拌速率为300‑600r/min；2CN115838942A权利要求书2/2页(2)步骤(1)所得混合物在60‑100℃下干燥8‑12h，经研磨后，在保护性气氛中于700‑1000℃进行热冲击8‑40s，得到所述高熵合金催化剂；所述干燥伴随着搅拌，搅拌速率为300‑600r/min。9.一种高熵合金催化剂，其特征在于，所述高熵合金催化剂由权利要求1‑8任一项所述的制备方法得到。10.一种电解槽，其特征在于，所述电解槽的阳极包括权利要求9所述的高熵合金催化剂。3CN115838942A说明书1/11页一种高熵合金催化剂及其制备方法与应用技术领域[0001]本发明属于催化剂领域，涉及一种合金催化剂及其制备方法与应用，尤其涉及