[发明专利]一种高效氧析出高熵非晶氧化物纳米催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种高效氧析出高熵非晶氧化物纳米催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，溶液前体的配置：

（1）金属盐前驱体的配置：称取金属元素Fe、Co、Ni、Mn、Cu，或金属元素Fe、Co、Ni、Mn、Cu、Sn，或金属元素Fe、Co、Ni、Mn、Cu、Sn、Sb，或金属元素Fe、Co、Ni、Mn、Cu、Sn、Sb、Ru，或金属元素Fe、Co、Ni、Mn、Cu、Sn、Sb、Ru、Cr，或金属元素Fe、Co、Ni、Mn、Cu、Sn、Sb、Ru、Cr、Ir对应的金属盐，将金属盐全部溶于二乙二醇中，在室温下搅拌至溶液完全澄清且均匀，获得溶液A；其中，金属盐在二乙二醇中的总浓度为0.05~0.2mol·L^-1；二乙二醇的用量为大于或等于使金属盐达到溶解度的量；

（2）还原剂溶液的配置：将聚乙烯吡咯烷酮溶于二乙二醇，超声得到澄清透明的溶液，聚乙烯吡咯烷酮在二乙二醇中的浓度为0.1~0.25mol·L^-1，将该溶液在冰水浴中冷冻后，加入NaBH₄，搅拌获得澄清的溶液，NaBH₄在二乙二醇中的浓度为0.1~0.25mol·L^-1，记做溶液B；

步骤2，还原反应：

在空气条件下，将溶液A以1~5mL·min^-1的滴速滴入搅拌的还原剂溶液B中发生还原反应，反应结束后得到溶液C；

步骤3，离心洗涤：

向溶液C中加入溶剂进行离心洗涤，洗去其中残余的有机溶剂及杂质，得到固体D；

步骤4，烘干：

将得到的固体在40~60℃烘干，得到高效氧析出高熵非晶氧化物纳米催化剂。

2.根据权利要求1所述的一种高效氧析出高熵非晶氧化物纳米催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1（1）中，所述的金属盐为金属的氯化盐；室温下搅拌时间为2~10小时。

3.根据权利要求1所述的一种高效氧析出高熵非晶氧化物纳米催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤1（2）中，超声时间为80~150分钟，冰水浴冷冻时间为10~30分钟。

4.根据权利要求1所述的一种高效氧析出高熵非晶氧化物纳米催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，反应搅拌时间为30分钟。

5.根据权利要求1所述的一种高效氧析出高熵非晶氧化物纳米催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，离心洗涤采用的溶剂为去离子水、无水乙醇、丙酮中的一种或几种的混合溶液。

6.根据权利要求1所述的一种高效氧析出高熵非晶氧化物纳米催化剂的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，烘干时间为10~12小时。

7.一种采用权利要求1所述制备方法得到的高效氧析出高熵非晶氧化物纳米催化剂，其特征在于，所述催化剂由金属元素以及B、O组成，其中金属元素以Fe、Co、Ni、Mn、Cu，或以Fe、Co、Ni、Mn、Cu、Sn，或以Fe、Co、Ni、Mn、Cu、Sn、Sb，或以Fe、Co、Ni、Mn、Cu、Sn、Sb、Ru，或以Fe、Co、Ni、Mn、Cu、Sn、Sb、Ru、Cr，或以Fe、Co、Ni、Mn、Cu、Sn、Sb、Ru、Cr、Ir组成，每个金属原子的原子浓度为5~60%之间，该催化剂具有非晶结构；其粒度为5~30nm。

8.一种权利要求7所述的高效氧析出高熵非晶氧化物纳米催化剂的应用，其特征在于，所述催化剂作为工作电极，在碱性条件下催化氧气析出反应中应用。