一种钌掺杂高熵氧化物的制备方法及应用

本发明涉及电催化材料制备，具体涉及一种钌掺杂高熵氧化物的制备方法及应用。

背景技术：

1、高熵氧化物材料是指晶格中含有五种或更多等摩尔元素随机分布在单相晶格中的材料，其制备方法主要包括高温固相反应法、磁控溅射法、湿化学法、溶液燃烧合成法等。

2、当高熵氧化物作为水分解电催化剂时，如果包含贵金属则会被视为是最有潜力的水分解电催化剂的最佳候选者之一。尽管贵金属具有更高的催化效率，但是，一方面，贵金属的稀缺性和高价格提高了生产成本；另一方面，采用现有技术制备出来的包含贵金属的高熵氧化物，其实际使用时的稳定性却较差。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明提出一种钌掺杂高熵氧化物的制备方法，以解决现有技术中存在的制备包含贵金属的高熵氧化物时，生产成本高、使用时稳定性差的技术问题。

2、本发明采用的技术方案如下：

3、第一方面，提供了一种钌掺杂高熵氧化物的制备方法，包括以下步骤：

4、以金属氯盐作为溶质制备前驱体溶液，所述金属氯盐包括氯化铁、氯化镍、氯化钴、氯化铜、氯化铈、氯化钼6种中的任意5种，还包括氯化钌；

5、将前驱体溶液负载于基底上，烘干；

6、对负载前驱体溶液的基底进行闪热处理，得到钌掺杂高熵氧化物。

7、进一步的，前驱体溶液采用超声分散方法制备，浓度为0.05～0.5mol/l。

8、进一步的，金属氯盐包括氯化铁、氯化钴、氯化镍、氯化铜和氯化铈，其摩尔比为1：1：1：1：1。

9、进一步的，金属氯盐包括氯化铁、氯化钴、氯化镍、氯化铜和氯化钼，其摩尔比为1：1：1：0.35：0.75。

10、进一步的，金属氯盐包括氯化铁、氯化镍、氯化铜、氯化钼和氯化铈，其摩尔比为1：1：0.3：0.3：0.4。

11、进一步的，氯化钌浓度为0.001～0.02mol/l。

12、进一步的，基底包括碳布、碳纸或生物质碳；采用浸泡或者滴加的方式，将前驱体溶液负载于基底上。

13、进一步的，闪热处理的放电电压为60-120v，放电时间为50-1000ms。

14、第二方面，提供了一种钌掺杂高熵氧化物，第一方面提供的方法制备得到。

15、进一步的，钌掺杂高熵氧化物用作电催化剂。

16、由上述技术方案可知，本发明的有益技术效果如下：

17、1.制备掺杂贵金属的高熵氧化物所需要的时间极短，工序步骤少、简便易行；且用于电极进行性能测试时不需要添加粘结剂，在确保活性位点充分暴露的同时，提高了生产效率、减少了成本。

18、2.不仅可拓展至不同基底，瞬态高温也能提高不相溶组分的互溶度，从而拓宽组分的选择范围以适用于不同反应场景，可制备多种不同组分的掺杂贵金属高熵氧化物。

19、3.在触发晶格氧参与反应的同时还可以维持结构的稳定性，材料的电催化活性和稳定性均得到了明显的提升。

技术特征：

1.一种钌掺杂高熵氧化物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的钌掺杂高熵氧化物的制备方法，其特征在于，所述前驱体溶液采用超声分散方法制备，浓度为0.05～0.5mol/l。

3.根据权利要求1所述的钌掺杂高熵氧化物的制备方法，其特征在于，所述金属氯盐包括氯化铁、氯化钴、氯化镍、氯化铜和氯化铈，其摩尔比为1：1：1：1：1。

4.根据权利要求1所述的钌掺杂高熵氧化物的制备方法，其特征在于，所述金属氯盐包括氯化铁、氯化钴、氯化镍、氯化铜和氯化钼，其摩尔比为1：1：1：0.35：0.75。

5.根据权利要求1所述的钌掺杂高熵氧化物的制备方法，其特征在于，所述金属氯盐包括氯化铁、氯化镍、氯化铜、氯化钼和氯化铈，其摩尔比为1：1：0.3：0.3：0.4。

6.根据权利要求1所述的钌掺杂高熵氧化物的制备方法，其特征在于，所述氯化钌浓度为0.001～0.02mol/l。

7.根据权利要求1所述的钌掺杂高熵氧化物的制备方法，其特征在于，所述基底包括碳布、碳纸或生物质碳；采用浸泡或者滴加的方式，将前驱体溶液负载于基底上。

8.根据权利要求1所述的钌掺杂高熵氧化物的制备方法，其特征在于，所述闪热处理的放电电压为60-120v，放电时间为50-1000ms。

9.一种钌掺杂高熵氧化物，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的方法制备得到。

10.根据权利要求9所述的钌掺杂高熵氧化物，其特征在于，用作电催化剂。

技术总结本发明提供一种钌掺杂高熵氧化物的制备方法，包括以下步骤：以金属氯盐作为溶质制备前驱体溶液，所述金属氯盐包括氯化铁、氯化镍、氯化钴、氯化铜、氯化铈、氯化钼6种中的任意5种，还包括氯化钌；将前驱体溶液负载于基底上，烘干；对负载前驱体溶液的基底进行闪热处理，得到钌掺杂高熵氧化物。本发明可以解决现有技术中存在的制备包含贵金属的高熵氧化物时，生产成本高、使用时稳定性差的技术问题。技术研发人员：廖婉怡,青芳竹,刘茜,李雪松受保护的技术使用者：电子科技大学（深圳）高等研究院技术研发日：技术公布日：2024/7/15