CN112018399B - 催化电极材料及其制备方法和应用、电极和电化学电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种催化电极材料及其制备方法和应用、电极和电化学电池；其中，催化电极材料的制备方法中，先将钛网置于贵金属盐溶液中浸泡，得到负载有贵金属盐的钛网；然后将负载有贵金属盐的钛网在等离子体中进行等离子体还原反应，制得催化电极材料；其中，等离子体还原反应所采用的等离子体源的通入速率为0.1sccm～1000sccm，从而在钛网表面形成薄而均匀的贵金属层，提高了贵金属催化效率，进而提高了贵金属的利用率，降低了生产成本。该催化电极材料用于电化学催化反应时，具有优异的稳定性，催化效率高。

Description

催化电极材料及其制备方法和应用、电极和电化学电池
技术领域
本发明涉及电化学催化材料领域，特别是涉及一种催化电极材料及其制备方法和应用、电极和电化学电池。
背景技术
电化学催化涉及能源与环境等各类领域，广泛应用于电解池、金属空气电池、燃料电池、水裂解和CO2转化技术中。例如，燃料电池是一种将氢和氧的化学能通过电极反应直接转换成电能的装置，这种装置的最大特点是由于反应过程中不涉及到燃烧，因此其能量转换效率不受“卡诺循环”的限制，可以高达60％～80％，实际使用效率则是普通内燃机的2～3倍。燃料电池的核心就在于膜电极，膜电极一般包括质子交换膜、热压在质子交换膜两侧的催化电极和起支撑作用的扩散层，催化电极包括支撑体和负载在该支撑体上的催化剂，催化剂包括载体和沉积在载体上的贵金属。
传统的制备燃料电池膜催化电极的方法为化学还原法，即将载体负载在支撑体上，然后将涂覆有载体的支撑体放入贵金属水溶性化合物的水溶液中充分浸渍，然后加入还原剂，通过热还原法使贵金属离子还原成贵金属单质而沉积在载体上，从而得到催化电极。然而，该方法得到的催化电极的催化剂利用率低。例如，采用传统的热还原法制得的用于工业化电催化的钛电极中，贵金属催化剂涂层较厚且不均匀，降低了电化学催化的效率；同时，内层的催化剂没有发挥催化作用，对贵金属的使用造成不必要的浪费，大大降低了贵金属的利用率。
因此，需研发出一种催化效果好，且能提高贵金属催化剂利用率的催化电极材料。
发明内容
基于此，本发明提供了一种催化效果好，且能提高贵金属催化剂利用率的催化电极材料及其制备方法和应用、电极和电化学电池。
本发明的技术方案如下。
本发明一方面提供了一种催化电极材料的制备方法，包括如下步骤：
将钛网置于贵金属盐溶液中浸泡，制得负载有贵金属盐的钛网；
将所述负载有贵金属盐的钛网在等离子体中进行等离子体还原反应，制得催化电极材料；
所述等离子体还原反应所采用的等离子体源的通入速率为 0.1sccm～1000sccm。
在其中一个实施例中，所述等离子体源为氩气和氢气的混合气体或氩气。
在其中一个实施例中，所述等离子体还原反应的条件为：于-60℃～800℃下反应1min～120min。
在其中一个实施例中，在所述将钛网置于贵金属盐溶液中的步骤之前，还包括如下步骤：
将所述钛网依次置于碱液和酸液中浸泡，得到预处理后的钛网。
在其中一个实施例中，所述等离子体原反应的等离子体放电功率为 50W～3000W。
权利要求1～3任一项所述的催化电极材料的制备方法，其特征在于，所述钛网的目数为10目～400目。
在其中一个实施例中，所述浸泡的条件为：于-60℃～90℃下浸泡 0.1min～60min。
在其中一个实施例中，所述贵金属盐溶液的溶剂选自水、有机醇、苯及其衍生物、呋喃及其衍生物、酰胺化合物、有机腈、有机酮、烷烃和卤化烷烃中的至少一种；所述贵金属盐溶液的浓度为0.01mg/mL～100mg/mL。
在其中一个实施例中，所述贵金属盐溶液中的贵金属盐选自贵金属的氯盐、贵金属的硫酸盐、贵金属的硝酸盐、贵金属的碳酸盐和贵金属的羧酸盐中的至少一种；所述贵金属盐中的贵金属选自金、银、铂、钯、铱、钌、铑和锇中的至少一种。
本发明另一方面还提供了一种催化电极材料，采用如上任一所述的制备方法制得。
本发明还提供了上述任一种制备方法制得的催化电极材料在电化学催化反应中的应用。
本发明还提供了一种电极，所述电极包括如上任一种制备方法制得的催化电极材料。
本发明还提供了一种电化学电池，所述电化学电池包括上述的电极。
有益效果
本发明的催化电极材料的制备方法中，先将钛网置于贵金属盐溶液中浸泡，制得负载有贵金属盐的钛网；然后将负载有贵金属盐的钛网在等离子体中进行等离子体还原反应，一方面，在等离子体放电过程中，控制等离子体还原反应所采用的等离子体源的通入速率为0.1sccm～1000sccm，从而在钛网的表面会形成均匀的缺陷位点，贵金属盐易与钛网表面的缺陷位点结合，经过还原反应后，贵金属盐中的贵金属离子被还原成贵金属紧密覆盖在钛网表面，从而在钛网表面形成均匀的贵金属层；另一方面，等离子体放电有利于形成更小的贵金属纳米尺寸，从而降低在钛网表面形成的贵金属层的厚度；最后经洗涤，干燥后得到催化电极材料。
本发明的催化电极材料，在制备过程中，先将钛网置于贵金属盐溶液浸泡，得到负载有贵金属盐的钛网；然后将负载有贵金属盐的钛网在等离子体中进行等离子体还原反应，在钛网表面形成薄而均匀的贵金属层，从而提高了贵金属催化效率，进而提高了贵金属的利用率，降低了生产成本。该催化电极材料用于电化学催化反应时，具有优异的稳定性，催化效率高。
进一步地，本发明提供了一种电极，该电极包括上述任一种制备方法制得的催化电极材料。该电极进行电化学催化反应时，具有优异的稳定性，催化效率高，电极在充放电过程中具有较低的析氧电位和较大的电流。
本发明进一步提供了一种电化学电池，该电化学电池包括上述的电极。该电化学电池在充放电过程中具有较低的析氧电位和较大电流，电池效率高。
附图说明
图1为本发明实施例1中制得的铂/钛网催化电极材料的SEM图；
图2为本发明实施例1中制得的铂/钛网催化电极材料的XPS图；
图3为本发明实施例9中制得的铂/钛网电极的伏安曲线图；
图4为本发明实施例9中制得的铱/钛网电极的伏安曲线图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述，并给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本领域技术人员在研究过程中发现，采用传统的热还原法制得的用于工业化电催化的钛电极中，贵金属催化剂涂层较厚且不均匀，降低了电化学催化的效率；同时，内层的催化剂没有发挥催化作用，对贵金属的使用造成不必要的浪费，大大降低了贵金属的利用率。
技术人员一直试图开发能代替贵金属的成本更低的催化剂，但目前还未有能完全替代贵金属的催化剂出现。
基于此，本发明的技术人员独辟蹊径，通过创造性地改进制备工艺，提供了一种催化效果好，且能提高贵金属催化剂利用率的催化电极材料的制备方法。
本发明一实施方式提供了一种催化电极材料的制备方法，包括如下步骤 S100～S200。
步骤S100、将钛网置于贵金属盐溶液中浸泡，制得负载有贵金属盐的钛网。
在其中一些实施例中，上述浸泡的条件为：于-60℃～90℃下浸泡 0.1min～60min。
需要说明的是，上述浸泡步骤中，贵金属盐溶液的用量没有严格的限制，能使贵金属盐溶液浸没钛网即可。
在其中一些实施例中，上述贵金属盐溶液的溶剂选自水、有机醇、苯及其衍生物、呋喃及其衍生物、酰胺化合物、有机腈、有机酮类、烷烃和卤化烷烃中的至少一种；上述贵金属盐溶液的浓度为0.01mg/mL～100mg/mL。
在其中一些实施例中，醇类溶剂为脂肪醇；进一步地，有机醇溶剂选自碳原子数为1～10的醇，包括但不限于：甲醇、乙醇、己醇、乙二醇、正丁醇和异丁醇等。
在其中一些实施例中，烷烃溶剂为脂肪烷烃；进一步地，烷烃溶剂选自碳原子数为1～10的烷烃，包括但不限于：甲烷、乙烷、己烷、丙烷、正丁烷和异丁烷，正己烷和环己烷等。
在其中一些实施例中，有机酮溶剂为脂肪烷烃；进一步地，有机酮溶剂选自碳原子数为1～10的酮，包括但不限于：丙酮、己酮和丁酮等。
卤化烷烃溶剂指的是被卤素原子取代后的烷烃，卤素原子包括氟、氯溴和碘等；可以是一取代卤化烷烃、二取代卤化烷、三取代卤化烷和四取代卤化烷。
进一步地，卤化烷烃溶剂选自碳原子数为1～10的氯化烷烃，包括但不限于：一氯甲烷、二氯甲烷、四氯化碳、一氯乙烷、二氯乙烷和一氯丙烷等。
苯及其衍生物选自但不限于：苯、甲苯和二甲苯等。
呋喃及其衍生物选自四氢呋喃。
酰胺化合物包括但不限于：N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺等。
有机腈包括但不限于：甲腈和乙腈等。
在其中一些实施例中，上述贵金属盐溶液的溶剂选自水、异丙醇、乙醇、丙酮、四氢呋喃、乙腈、二氯甲烷、三氯甲烷、甲醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N- 二甲基乙酰胺、苯、甲苯、二甲苯、正丁醇、正己烷和环己烷中的至少一种。
在其中一些实施例中，上述贵金属盐溶液中的贵金属盐选自贵金属的氯盐、贵金属的硫酸盐、贵金属的硝酸盐、贵金属碳酸盐和贵金属的羧酸盐中的至少一种；上述贵金属盐中的贵金属选自金、银、铂、钯、铱、钌、铑和锇中的至少一种。
在其中一些实施例中，步骤S100中，在浸泡步骤后，还包括对催化电极材料中间体进行的干燥步骤。具有操作如下：
将催化电极材料中间体置于真空环境下，于-80℃～100℃下干燥 10min～4320min。
在其中一些实施例中，上述钛网经过如下预处理：
将钛网依次置于碱液和酸液中浸泡，得到预处理后的钛网。
将钛网依次置于碱液和酸液中浸泡，可以除去钛网表面的氧化物和有机物，从而提高贵金属盐在钛网负载量，且避免了钛网表面的氧化物和有机物对催化过程的干扰，提高了催化电极材料的催化效率。
进一步地，碱液为10wt％～40wt％的NaOH溶液；和/或酸液为5wt％～15wt％的草酸溶液；进一步地，浸泡条件为于50℃～90℃下浸泡1min～600min。
在其中一些实施例中，上述钛网的目数为10目～400目。
步骤S200、将步骤S100制得的负载有贵金属盐的钛网在等离子体中进行等离子体还原反应，制得催化电极材料；其中，等离子体的放电气体的通入速率为0.1sccm～1000sccm。
一方面，在等离子体放电过程中，控制等离子体还原反应所采用的等离子体源的通入速率为0.1sccm～1000sccm，从而在钛网的表面会形成均匀的缺陷位点，贵金属盐易与钛网表面的缺陷位点结合，经过还原反应后，贵金属盐中的贵金属离子被还原成贵金属紧密覆盖在钛网表面，从而在钛网表面形成均匀的贵金属层；另一方面，等离子体放电有利于形成更小的贵金属纳米尺寸，从而降低在钛网表面形成的贵金属层的厚度；再经洗涤，干燥后得到催化电极材料。
在其中一些实施例中，上述等离子体的放电气体为氩气和氢气的混合气体或氩气。
在其中一些实施例中，上述等离子体还原反应条件为：于20℃～400℃下反应1min～120min。
在其中一些实施例中，上述等离子体放电功率为50W～3000W。
在其中一些实施例中，步骤S200中，在上述等离子体还原反应步骤后，还包括洗涤和干燥的步骤；进一步地，洗涤采用的溶剂选自水、丙酮和乙醇中的至少一种；进一步地，依次此采用水、丙酮和乙醇进行反复洗涤。
本发明一实施方式还提供了一种催化电极材料，采用如上任一种制备方法制得。
本发明的催化电极材料，在制备过程中，先将钛网置于贵金属盐溶液中浸泡，制得负载有贵金属盐的钛网；然后将负载有贵金属盐的钛网在等离子体中进行等离子体还原反应，在钛网表面形成薄而均匀的贵金属层，从而提高了贵金属催化效率，进而提高了贵金属的利用率，较低了生产成本。该催化电极材料用于电化学催化反应时，具有优异的稳定性，催化效率高。
本发明一实施方式还提供了上述任一种制备方法制得的催化电极材料在电化学催化反应中的应用。
上述制备方法制得的催化电极材料中，在钛网表面形成薄而均匀的贵金属层，从而提高了贵金属催化效率，进而提高了贵金属的利用率；电化学催化反应时，具有优异的稳定性，催化效率高，且成本低。
上述电化学催化反应包括但不限于：电解池催化反应、水裂解催化反应和 CO2催化转化反应等。
本发明还一实施方式提供了一种电极，所述电极包括如上任一种制备方法制得的催化电极材料。
该电极进行电化学催化反应时，具有优异的稳定性，催化效率高，电极在充放电过程中具有较低的析氧电位和较大电流。
在其中一些实施例中，上述电极还包括集电体剂涂覆在集电体上的活性材料。其中，集电体的材料包括但不限于：铜箔、金箔、铝箔或铝合金箔等；活性材料包括但不限于：活性炭、碳纳米管、石墨烯和二氧化锰等。
在其中一些实施例中，上述电极为催化电极。
进一步地，上述电极为燃料电池的催化电极，该催化电极由上述任一种制备方法制得的催化电极材料直接制得。
本发明还提供了一种电化学电池，该电化学电池包括上述的电极。
上述电化学电池包括但不限于：电解池、金属空气电池和燃料电池等。
下面将结合具体的实施例对本发明进行了说明，但本发明并不局限于下述实施例，应当理解，所附权利要求概括了本发明的范围，在本发明构思的引导下本领域的技术人员应意识到，对本发明的各实施例所进行的一定的改变，都将被本发明的权利要求书的精神和范围所覆盖。
具体实施例
这里按照本发明的催化电极材料及其制备方法和应用、电极和电化学电池举例，但本发明并不局限于下述实施例。
实施例1
1)配置浓度为4mg/mL的H2PtCl6·6H2O无水乙醇溶液。
2)将200目的钛网先后置于40wt％NaOH溶液和15wt％草酸溶液中浸泡处理10min；取出钛网后置于步骤1)中得到的PtCl6·6H2O无水乙醇溶液中，浸泡10 分钟后，将钛网取出，室温下真空干燥1小时，制得催化电极材料中间体。
3)将步骤2)中制得的催化电极材料中间体置于等离子体设备炉内，开启等离子体并以100sccm的速率通入氩气进行等离子体放电，于80℃下还原反应10 分钟，停止通入氩气，经过自然冷却至室温后，从等离子体设备炉中取出材料，依次用去离子水、丙酮和无水乙醇浸泡洗涤10min，最后于40℃下真空干燥，制得铂/钛网催化电极材料。其中等离子体的功率为200W。
铂/钛网催化电极材料的SEM图如附图1所示，从扫描电镜照片可以看出，在本实施例1所述条件下制得的铂/钛网催化电极材料，钛网上均匀地覆盖一层金属铂层。
铂/钛网催化电极材料的XPS图如附图2所示。图中，横坐标为键能(BindingEnergy)，纵坐标为电子的强度(Intensity)。
实施例2
1)配置浓度为10mg/mL乙酰丙酮铱的丙酮溶液。
2)将200目的钛网先后置于40wt％NaOH溶液和15wt％草酸溶液中浸泡处理10min；取出钛网后置于步骤1)中得到的乙酰丙酮铱的丙酮溶液中，浸泡10分钟后，将钛网取出，室温下真空干燥1小时，制得催化电极材料中间体。
3)将步骤2)中制得的催化电极材料中间体置于等离子体设备炉内，开启等离子体并以10sccm的速率通入氩气进行等离子体放电，于400℃下还原反应15 分钟，停止通入氩气，经过自然冷却至室温后，从等离子体设备炉中取出材料，依次用去离子水、丙酮和无水乙醇浸泡洗涤10min，最后于40℃下真空干燥，制得铱/钛网催化电极材料。其中等离子体的功率为250W。
实施例3
1)配置浓度为10mg/mL RuCl3·3H2O的异丙醇溶液。
2)将200目的钛网先后置于40wt％NaOH溶液和15wt％草酸溶液中浸泡处理10min；取出钛网后置于步骤1)中得到的RuCl3·3H2O的异丙醇溶液中，浸泡10 分钟后，将钛网取出，室温下真空干燥1小时，制得催化电极材料中间体。
3)将步骤2)中制得的催化电极材料中间体置于等离子体设备炉内，开启等离子体并以200sccm的速率通入氩气进行等离子体放电，于20℃下还原反应15 分钟，停止通入氩气，经过自然冷却至室温后，从等离子体设备炉中取出材料，依次用去离子水、丙酮和无水乙醇浸泡洗涤10min，最后于40℃下真空干燥，制得催化电极材料。其中等离子体的功率为300W。
实施例4
1)配置浓度为0.01mg/mL HAuCl4·4H2O的水溶液。
2)将200目的钛网先后置于30wt％NaOH溶液和10wt％草酸溶液中浸泡处理10min；取出钛网后置于步骤1)中得到的AuCl4·4H2O的水溶液中，浸泡10分钟后，将钛网取出，室温下真空干燥1小时，制得催化电极材料中间体。
3)将步骤2)中制得的催化电极材料中间体置于等离子体设备炉内，开启等离子体并以1000sccm的速率通入氩气进行等离子体放电，于300℃下还原反应1 分钟，停止通入氩气，经过自然冷却至室温后，从等离子体设备炉中取出材料，依次用去离子水、丙酮和无水乙醇浸泡洗涤10min，最后于40℃下真空干燥，制得催化电极材料。其中等离子体的功率为50W。
实施例5
1)配置浓度为100mg/mL AgNO3的水溶液。
2)将200目的钛网先后置于10wt％NaOH溶液和15wt％草酸溶液中浸泡处理10min；取出钛网后置于步骤1)中得到的AgNO3的水溶液中，浸泡10分钟后，将钛网取出，室温下真空干燥1小时，制得催化电极材料中间体。
3)将步骤2)中制得的催化电极材料中间体置于等离子体设备炉内，开启等离子体并以0.1sccm的速率通入氩气进行等离子体放电，于400℃下还原反应120 分钟，停止通入氩气，经过自然冷却至室温后，从等离子体设备炉中取出材料，依次用去离子水、丙酮和无水乙醇浸泡洗涤10min，最后于40℃下真空干燥，制得催化电极材料。其中等离子体的功率为200W。
实施例6
1)配置浓度为1.0g/mL PdCl2水溶液。
2)将200目的钛网先后置于40wt％NaOH溶液和15wt％草酸溶液中浸泡处理10min；取出钛网后置于步骤1)中得到的PdCl2水溶液中，浸泡10分钟后，将钛网取出，室温下真空干燥1小时，制得催化电极材料中间体。
3)将步骤2)中制得的催化电极材料中间体置于等离子体设备炉内，开启等离子体并以500sccm的速率通入氩气进行等离子体放电，于200℃下还原反应3 分钟，停止通入氩气，经过自然冷却至室温后，从等离子体设备炉中取出材料，依次用去离子水、丙酮和无水乙醇浸泡洗涤10min，最后于40℃下真空干燥，制得催化电极材料。其中等离子体的功率为3000W。
实施例7
1)配置H2PtCl6·6H2O和PhCl2的混合N,N-二甲基甲酰胺溶液。其中， H2PtCl6·6H2O的浓度为100mg/mL，PhCl2的浓度为50mg/mL。
2)将200目的钛网先后置于40wt％NaOH溶液和5wt％草酸溶液中浸泡处理 10min；取出钛网后置于步骤1)中得到的H2PtCl6·6H2O和PhCl2的混合N,N-二甲基甲酰胺溶液中，浸泡10分钟后，将钛网取出，室温下真空干燥1小时，制得催化电极材料中间体。
3)将步骤2)中制得的催化电极材料中间体置于等离子体设备炉内，开启等离子体并以50sccm的速率通入氩气进行等离子体放电，于100℃下还原反应30 分钟，停止通入氩气，经过自然冷却至室温后，从等离子体设备炉中取出材料，依次用去离子水、丙酮和无水乙醇浸泡洗涤10min，最后于40℃下真空干燥，制得催化电极材料。其中等离子体的功率为400W。
实施例8
1)配置IrCl3·3H2O和OsCl3·3H2O的混合N,N-二甲基甲酰胺溶液；其中， IrCl3·3H2O的浓度为100mg/mL，OsCl3·3H2O的浓度为100mg/mL。
2)将200目的钛网先后置于40wt％NaOH溶液和15wt％草酸溶液中浸泡处理10min；取出钛网后置于步骤1)中得到的IrCl3·3H2O和OsCl3·3H2O的混合N,N- 二甲基甲酰胺溶液中，浸泡10分钟后，将钛网取出，室温下真空干燥1小时，制得催化电极材料中间体。
3)将步骤2)中制得的催化电极材料中间体置于等离子体设备炉内，开启等离子体并以150sccm的速率通入氩气进行等离子体放电，于150℃下还原反应10 分钟，停止通入氩气，经过自然冷却至室温后，从等离子体设备炉中取出材料，依次用去离子水、丙酮和无水乙醇浸泡洗涤10min，最后于40℃下真空干燥，制得催化电极材料。其中等离子体的功率为100W。
对比例1
1)配置IrCl3·3H2O和OsCl3·3H2O的混合N,N-二甲基甲酰胺溶液；其中， IrCl3·3H2O的浓度为100mg/mL，OsCl3·3H2O的浓度为100mg/mL。
2)将200目的钛网先后置于40wt％NaOH溶液和15wt％草酸溶液中浸泡处理10min；取出钛网后置于步骤1)中得到的IrCl3·3H2O和OsCl3·3H2O的混合N,N- 二甲基甲酰胺溶液中，浸泡10分钟后，将钛网取出，或氧化后在其表面涂覆一层贵金属催化剂前躯体后，取出制得催化电极材料中间体；然后将催化电极材料中间体放入马弗炉中于450℃焙烧2h，制得催化电极材料。
对比例2
对比例2与实施例1基本相同，不同之处在于，对比例2中，步骤3)中以 1200sccm的速率通入氩气，其他工艺条件与实施例1相同。
实施例9
性能测试
1)分别采用实施例1制得的铂/钛网催化电极材料、实施例2制得的铱/钛网催化电极材料作为电池的催化电极，记为铂/钛网催化电极和铱/钛网催化电极，采用(伏安)法测得电极的伏安特性曲线，铂/钛网催化电极的伏安特性曲线如附图3所示，铱/钛网催化电极的伏安特性曲线如附图4所示。图3～图4中，横坐标为电流密度，纵坐标为电压。
3)采用实施例1～8和对比例1～2所制备的催化电极材料进行解制氢催化性能实验。具体如下：
选择3mL硼氢化钠的碱性溶液，其中硼氢化钠的浓度为1wt％，氢氧化钠的浓度为1wt％，催化剂电极的面积为1.0cm2。在温度为293K的环境温度下测试实施例1～8和对比例1所制备的催化电极材料在硼氢化钠碱性溶液中的水解制氢催化性能，记录5h内产生的氢气的体积，如表1所示。
表1
Figure RE-GDA0002695819600000121
Figure RE-GDA0002695819600000131
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (13)

1.一种催化电极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将钛网置于贵金属盐溶液中浸泡，制得负载有贵金属盐的钛网；
将所述负载有贵金属盐的钛网进行等离子体还原反应，制得催化电极材料；
所述等离子体还原反应所采用的等离子体源的通入速率为0.1sccm～1000sccm；
所述等离子体原反应的等离子体放电功率为50W～3000W；
所述等离子体还原反应的条件为：于20℃～400℃下反应1min～120min。
2.如权利要求1所述的催化电极材料的制备方法，其特征在于，所述等离子体源为氩气和氢气的混合气体、或氩气。
3.如权利要求1所述的催化电极材料的制备方法，其特征在于，所述等离子体还原反应的条件为：于80℃下反应10min。
4.如权利要求1～3任一项所述的催化电极材料的制备方法，其特征在于，在所述将钛网置于贵金属盐溶液中的步骤之前，还包括如下步骤：
将所述钛网依次置于碱液和酸液中浸泡，得到预处理后的钛网。
5.如权利要求1～3任一项所述的催化电极材料的制备方法，其特征在于，所述等离子体原反应的等离子体放电功率为200W。
6.如权利要求1～3任一项所述的催化电极材料的制备方法，其特征在于，所述钛网的目数为10目～400目。
7.如权利要求1～3任一项所述的催化电极材料的制备方法，其特征在于，所述浸泡的条件为：于-60℃～90℃下浸泡0.1min～60min。
8.如权利要求1～3任一项所述的催化电极材料的制备方法，其特征在于，所述贵金属盐溶液的溶剂选自水、有机醇、苯及其衍生物、呋喃及其衍生物、酰胺化合物、有机腈、有机酮、烷烃和卤化烷烃中的至少一种；所述贵金属盐溶液的浓度为0.01mg/mL～100mg/mL。
9.如权利要求1～3任一项所述的催化电极材料的制备方法，其特征在于，所述贵金属盐溶液中的贵金属盐选自贵金属的氯盐、贵金属的硫酸盐、贵金属的硝酸盐、贵金属的碳酸盐和贵金属的羧酸盐中的至少一种；所述贵金属盐中的贵金属选自金、银、铂、钯、铱、钌、铑和锇中的至少一种。
10.一种催化电极材料，其特征在于，采用如权利要求1～9任一项所述的制备方法制得。
11.如权利要求1～9任一项所述的制备方法制得的催化电极材料在电化学催化反应中的应用。
12.一种电极，其特征在于，所述电极包括如权利要求1～9任一项所述的制备方法制得的催化电极材料。
13.一种电化学电池，其特征在于，所述电化学电池包括如权利要求12所述的电极。
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