本申請(qǐng)涉及電解制氫,尤其涉及一種復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù):
1、高溫電解制氫是一項(xiàng)綠色清潔高效的電解制氫技術(shù)。高溫電解制氫過(guò)程(soec)中,氧電極的催化活性是影響反應(yīng)效率的關(guān)鍵因素。la基鈣鈦礦材料是一類(lèi)廣泛應(yīng)用的氧電極催化材料。其中,la基鈣鈦礦材料中,la0.6sr0.4feo3鈣鈦礦材料具有較好的材料穩(wěn)定性,但是析氧反應(yīng)催化活性相對(duì)較差,需要進(jìn)一步提高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用,以改善la基鈣鈦礦材料催化活性較差的問(wèn)題。
2、第一方面,本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N復(fù)合材料,所述復(fù)合材料包括la基鈣鈦礦材料和ⅵb族元素的氧化物的復(fù)合材料。
3、作為一種可選的實(shí)施方式,所述la基鈣鈦礦材料包括la0.6sr0.4feo3。
4、作為一種可選的實(shí)施方式,所述ⅵb族元素的氧化物包括moyw1-yo3-d,其中,y為0.1~0.9,d為0~0.05。
5、作為一種可選的實(shí)施方式,所述ⅵb族元素的氧化物包括moyw1-yo3-d,其中,y為0.3~0.7,d為0~0.05。
6、作為一種可選的實(shí)施方式,所述ⅵb族元素的氧化物包括moyw1-yo3-d,其中,y為0.4~0.6,d為0~0.05。
7、作為一種可選的實(shí)施方式,所述ⅵb族元素的氧化物和la基鈣鈦礦材料的質(zhì)量比為0.01~0.3。
8、作為一種可選的實(shí)施方式,所述ⅵb族元素的氧化物和la基鈣鈦礦材料的質(zhì)量比為0.02~0.1。
9、作為一種可選的實(shí)施方式,所述ⅵb族元素的氧化物和la基鈣鈦礦材料的質(zhì)量比為0.04~0.0.06。
10、第二方面,本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N復(fù)合材料的制備方法,所述方法包括:
11、得到la基鈣鈦礦材料;
12、把所述la基鈣鈦礦材料和ⅵb族元素的氧化物進(jìn)行復(fù)合,得到復(fù)合材料。
13、作為一種可選的實(shí)施方式,所述得到la基鈣鈦礦材料包括:
14、把六水合硝酸鑭、硝酸鍶和九水合硝酸鐵溶解于溶劑,得到第一混合溶液;
15、把所述第一混合溶液、edta的氨水溶液和檸檬酸進(jìn)行混合,后進(jìn)行蒸發(fā),得到第一凝膠;
16、對(duì)所述第一凝膠進(jìn)行第一烘烤,后進(jìn)行第一保溫處理,得到la基鈣鈦礦材料la0.6sr0.4feo3。
17、作為一種可選的實(shí)施方式,所述第一烘烤的溫度為200~300℃;和/或
18、所述第一烘烤的時(shí)間為9~11小時(shí)。
19、作為一種可選的實(shí)施方式,所述第一烘烤的溫度為230~270℃;和/或
20、所述第一烘烤的時(shí)間為9.5~10.5小時(shí)。
21、作為一種可選的實(shí)施方式,所述第一保溫處理的溫度為800~1000℃;和/或
22、所述第一保溫處理的時(shí)間為4~6小時(shí)。
23、作為一種可選的實(shí)施方式,所述第一保溫處理的溫度為850~950℃;和/或
24、所述第一保溫處理的時(shí)間為4.5~5.5小時(shí)。
25、作為一種可選的實(shí)施方式,所述把所述la基鈣鈦礦材料和ⅵb族元素的氧化物進(jìn)行復(fù)合,得到復(fù)合材料包括:
26、把偏鎢酸銨和鉬酸銨解于溶劑,得到第二混合溶液;
27、把所述第二混合溶液、edta的氨水溶液和檸檬酸進(jìn)行混合,后加入所述la基鈣鈦礦材料并進(jìn)行蒸發(fā),得到第二凝膠;
28、對(duì)所述第二凝膠進(jìn)行第二烘烤,后進(jìn)行第二保溫處理,得到復(fù)合材料。
29、作為一種可選的實(shí)施方式,所述第二烘烤的溫度為200~300℃;和/或
30、所述第二烘烤的時(shí)間為9~11小時(shí)。
31、作為一種可選的實(shí)施方式,所述第二烘烤的溫度為230~270℃;和/或
32、所述第二烘烤的時(shí)間為9.5~10.5小時(shí)。
33、作為一種可選的實(shí)施方式,所述第二保溫處理的溫度為400~600℃;和/或
34、所述第二保溫處理的時(shí)間為4~6小時(shí)。
35、作為一種可選的實(shí)施方式,所述第二保溫處理的溫度為450~550℃;和/或
36、所述第二保溫處理的時(shí)間為4.5~5.5小時(shí)。
37、第三方面,本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N復(fù)合材料的應(yīng)用,所述復(fù)合材料包括第一方面所述的復(fù)合材料或采用第二方面所述的方法制得的復(fù)合材料,所述應(yīng)用包括把所述復(fù)合材料用于電解制氫。
38、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
39、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的該復(fù)合材料,利用ⅵb族元素具有多種化合價(jià),其常見(jiàn)的氧化物價(jià)態(tài)包括+6、+4,故其具有一定的變價(jià)能力,與活性氧具有較好的相互作用,協(xié)助完成氧離子的氧化過(guò)程,并且ⅵb族元素的氧化物與la基鈣鈦礦材料的界面構(gòu)件可以改變la基鈣鈦礦材料表面的電子結(jié)構(gòu),從而提升la基鈣鈦礦材料的析氧反應(yīng)活性,達(dá)到改善la基鈣鈦礦材料催化活性較差的問(wèn)題的目的。
1.一種復(fù)合材料,其特征在于,所述復(fù)合材料包括la基鈣鈦礦材料和ⅵb族元素的氧化物的復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料,其特征在于,所述la基鈣鈦礦材料包括la0.6sr0.4feo3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料,其特征在于,所述ⅵb族元素的氧化物包括moyw1-yo3-d,其中,y為0.1~0.9,d為0~0.05。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合材料,其特征在于,所述ⅵb族元素的氧化物包括moyw1-yo3-d,其中,y為0.3~0.7,d為0~0.05。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的復(fù)合材料,其特征在于,所述ⅵb族元素的氧化物包括moyw1-yo3-d,其中,y為0.4~0.6,d為0~0.05。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料,其特征在于,所述ⅵb族元素的氧化物和la基鈣鈦礦材料的質(zhì)量比為0.01~0.3。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的復(fù)合材料,其特征在于,所述ⅵb族元素的氧化物和la基鈣鈦礦材料的質(zhì)量比為0.02~0.1。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合材料,其特征在于,所述ⅵb族元素的氧化物和la基鈣鈦礦材料的質(zhì)量比為0.04~0.0.06。
9.一種復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述方法包括:
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述得到la基鈣鈦礦材料包括:
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述第一烘烤的溫度為200~300℃;
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述第一烘烤的溫度為230~270℃;
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述第一保溫處理的溫度為800~1000℃;
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述第一保溫處理的溫度為850~950℃;
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述把所述la基鈣鈦礦材料和ⅵb族元素的氧化物進(jìn)行復(fù)合,得到復(fù)合材料包括:
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述第二烘烤的溫度為200~300℃;
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述第二烘烤的溫度為230~270℃;
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述第二保溫處理的溫度為400~600℃;
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的復(fù)合材料的制備方法,其特征在于,所述第二保溫處理的溫度為450~550℃;
20.一種復(fù)合材料的應(yīng)用,其特征在于,所述復(fù)合材料包括權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的復(fù)合材料或采用權(quán)利要求9至19中任一項(xiàng)所述的方法制得的復(fù)合材料,所述應(yīng)用包括把所述復(fù)合材料用于電解制氫。