[发明专利]海水电解反应阳极Sn-Ru-Ir/TiO2纳米粒子催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种海水电解反应的阳极Sn-Ru-Ir/TiO₂纳米粒子催化剂，其组成为：Ir_xRu_1-xSn_yO_z金属氧化物纳米粒子负载在二氧化钛纳米粒子载体上，其中0<x<1，0<y<2，2<z<8，二氧化钛载体质量百分比为1～20%。

2.根据权利要求1所述的阳极Sn-Ru-Ir/TiO₂纳米粒子催化剂，其特征在于，所述的x=0.4～0.6、y=0.06～0.5、z=2.3～4.4。

3.根据权利要求1所述的阳极Sn-Ru-Ir/TiO₂纳米粒子催化剂，其特征在于，所述的二氧化钛载体选自金红石或锐钛矿型二氧化钛纳米粒子，二氧化钛纳米管，二氧化钛纳米纤维中的一种或几种。

4.按照权利要求1至3所述的任一阳极Sn-Ru-Ir/TiO₂纳米粒子催化剂，其特征在于，所述的催化剂采用分步均相沉淀法制备，包括以下步骤：将可溶性Sn^Ⅳ，Ru^Ⅲ，Ir^Ⅲ盐的水溶液和二氧化钛载体混合，调节混合液的PH值并加热，在一定的pH值下，可溶性Sn^Ⅳ，Ru^Ⅲ，Ir^Ⅲ盐在受热条件下分步均相生成Sn(OH)₄、Ru(OH)₃和Ir₂O₃·H₂O沉淀，搅拌或超声振荡，形成金属氢氧化物或氧化物沉淀与二氧化钛载体的悬浊液；将制得的悬浊液水洗干燥后焙烧，即制得所述的阳极纳米粒子催化剂。

5.一种分步均相沉淀法制备海水电解反应阳极Sn-Ru-Ir/TiO₂纳米粒子催化剂的方法，包括以下步骤：将可溶性Sn^Ⅳ，Ru^Ⅲ，Ir^Ⅲ盐的水溶液和二氧化钛载体混合，调节混合液的PH值并加热，在一定的pH值下，可溶性Sn^Ⅳ，Ru^Ⅲ，Ir^Ⅲ盐在受热条件下分步均相生成Sn(OH)₄、Ru(OH)₃和Ir₂O₃·H₂O沉淀，搅拌或超声振荡，形成金属氢氧化物或氧化物沉淀与二氧化钛载体的悬浊液；将制得的悬浊液水洗干燥后焙烧，即制得所述的阳极Sn-Ru-Ir/TiO₂纳米粒子催化剂。

6.根据权利要求5所述的分步均相沉淀法制备Sn-Ru-Ir/TiO₂纳米粒子催化剂的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：

催化剂前驱体的注入：称取一定量的二氧化钛载体，加入一定比例的可溶性Sn^Ⅳ、Ru^Ⅲ和Ir^Ⅲ盐水溶液后混合，分步调节混合液pH值并加热，首先将混合液pH值调节至1.7-2.5，80-100℃加热10min-2h，可溶性的Sn盐水解生成Sn(OH)₄白色胶状沉淀；进一步调节混合液pH值至3-4，80-100℃加热10min-2h，可溶性的Ru盐水解生成Ru(OH)₃黑色沉淀；最后调节混合液pH值至9-10，80-100℃加热10min-2h，可溶性的Ir盐水解生成Ir₂O₃·H₂O深绿色沉淀；搅拌或超声振荡30分钟至48小时，形成金属氢氧化物或氧化物沉淀与二氧化钛载体的悬浊液；

后处理部分：将制得的悬浊液水洗后在60-80^oC干燥，350-800℃焙烧0.5-1h，得固体粉末，即制得所述的阳极Sn-Ru-Ir/TiO₂纳米粒子催化剂。