本發明涉及電解水析氧反應催化劑，具體為一種鋇基b位高熵鈣鈦礦型氧化物及其制備方法。

背景技術：

1、近年來，世界能源發生了重大變化，氫氣被譽為“清潔能源”。因此，大規模的水電解制氫方法的研究已被列入國家能源開發計劃中，并圍繞著電解水制氫設備，開展了大量的研究。

2、開發高效穩定的陰極析氫反應(her)和陽極析氧反應(oer)電催化劑，對于實現水裂解電解槽的應用至關重要；其中，由于oer具有特別緩慢的反應動力學，因此需要開發高性能的電催化劑以降低實際應用時的反應過電位。

3、貴金屬ru或ir的氧化物是目前常用的oer催化劑，但在oer反應中，由于貴金屬原子在oer反應過程中的離散和氧化，導致貴金屬原子面臨著溶解的問題。ru和ir的儲量及成本問題，也限制了貴金屬催化劑的應用，為此，本發明提出能夠解決上述問題的一種鋇基b位高熵鈣鈦礦型氧化物及其制備方法。

技術實現思路

1、本發明的目的在于提供一種鋇基b位高熵鈣鈦礦型氧化物及其制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

2、為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

3、一種鋇基b位高熵鈣鈦礦型氧化物，鋇基b位高熵鈣鈦礦型氧化分子式表示為abo3，a位為ba元素，b位為ti、cr、mn、fe、co、ni、cu、y、zr元素中的至少5種；

4、其中，a位元素摩爾含量為50％，b位元素摩爾含量范圍為5％-20％。

5、一種鋇基b位高熵鈣鈦礦型氧化物的制備方法，包括以下步驟：

6、s1、將含有a位和b位元素的金屬硝酸鹽和甘氨酸溶于適量蒸餾水中，得到混合液，金屬硝酸鹽：甘氨酸的摩爾比為1:(1-10)；

7、s2、將s1中得到的混合溶液在50-80℃下的水浴鍋中進行磁力攪拌，直到形成溶膠；

8、s3、將步驟s2中得到的溶膠在200-350℃的熱板上加熱，直到發生自燃燒反應，得到高熵鈣鈦礦氧化物前驅體粉末；

9、s4、將s3中得到的高熵鈣鈦礦氧化物前驅體粉末在850-1400℃的馬弗爐中煅燒3-10h，得到ba基b位高熵鈣鈦礦氧化物。

10、作為一種優選的技術方案，所述步驟s1中，含a位元素的金屬硝酸鹽為硝酸鋇；含b位元素的金屬鹽為鈦酸四丁酯、硝酸鉻、硝酸錳、硝酸鐵、硝酸鈷、硝酸鎳、硝酸銅、硝酸釔和硝酸鋯中的至少5種。

11、作為一種優選的技術方案，所述步驟s2中，水浴鍋的溫度為65-75℃。

12、作為一種優選的技術方案，所述步驟s3中，熱板的溫度最為250-300℃。

13、作為一種優選的技術方案，所述步驟s4中，馬弗爐的升溫速率為3-5℃/min，降溫速率為3-5℃/min

14、一種鋇基b位高熵鈣鈦礦型氧化物，其用于堿性電解水析氧反應的催化劑。

15、與現有技術相比，本發明的有益效果是：

16、通過對構型熵的優化，制備了一種新型的鋇基b位高熵鈣鈦礦oer催化劑，大幅提高了鈣鈦礦的oer活性和穩定性，在堿性電解槽和陰離子交換膜電解槽等裝置中，高oer活性的催化劑可有效降低電解水的過電位，大幅降低電解槽的制氧和制氫成本。

技術特征：

1.一種鋇基b位高熵鈣鈦礦型氧化物，其特征在于，鋇基b位高熵鈣鈦礦型氧化分子式表示為abo3，a位為ba元素，b位為ti、cr、mn、fe、co、ni、cu、y、zr元素中的至少5種；

2.一種權利要求1所述的鋇基b位高熵鈣鈦礦型氧化物的制備方法，包括以下步驟：

3.根據權利要求2所述的一種鋇基b位高熵鈣鈦礦型氧化物的制備方法，其特征在于，所述步驟s1中，含a位元素的金屬硝酸鹽為硝酸鋇；含b位元素的金屬鹽為鈦酸四丁酯、硝酸鉻、硝酸錳、硝酸鐵、硝酸鈷、硝酸鎳、硝酸銅、硝酸釔和硝酸鋯中的至少5種。

4.根據權利要求2所述的一種鋇基b位高熵鈣鈦礦型氧化物的制備方法，其特征在于，所述步驟s2中，水浴鍋的溫度為65-75℃。

5.根據權利要求2所述的一種鋇基b位高熵鈣鈦礦型氧化物的制備方法，其特征在于，所述步驟s3中，熱板的溫度最為250-300℃。

6.根據權利要求2所述的一種鋇基b位高熵鈣鈦礦型氧化物的制備方法，其特征在于，所述步驟s4中，馬弗爐的升溫速率為3-5℃/min，降溫速率為3-5℃/min。

7.權利要求1所述的鋇基b位高熵鈣鈦礦型氧化物用于堿性電解水析氧反應的催化劑。

技術總結
本發明公開了一種鋇基B位高熵鈣鈦礦型氧化物及其制備方法，鋇基B位高熵鈣鈦礦型氧化分子式表示為ABO<subgt;3</subgt;，A位為Ba元素，B位為Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Y、Zr元素中的至少5種，A位元素摩爾含量為50％，B位元素摩爾含量范圍為5％?20％；通過對構型熵的優化，制備了一種新型的鋇基B位高熵鈣鈦礦OER催化劑，大幅提高了鈣鈦礦的OER活性和穩定性。在堿性電解槽和陰離子交換膜電解槽等裝置中，高OER活性的催化劑可有效降低電解水的過電位，大幅降低電解槽的制氧和制氫成本。

技術研發人員：丁錫鋒,叢濤
受保護的技術使用者：南京理工大學
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24