CN116666669A - VN负载的Ir团簇及其制备方法与其在催化剂中的用途 - Google Patents

VN负载的Ir团簇及其制备方法与其在催化剂中的用途 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种VN负载的Ir团簇及其制备方法与其在催化剂中的用途,属于催化剂领域。本发明提供一种催化剂的制备方法,所述制备方法为:将钒盐和铱盐分散在醇类溶剂中得到澄清溶液,在所述溶液中加入含氮物质,搅拌使其溶解;再加入导电碳材料搅拌混匀;然后将所得反应体系通过静置老化和络合得到混合物;将所得混合物于60~70℃加热2~5h,以去除多余的溶剂;之后升温至700~900℃保持2~5 h;最后冷却至室温制得所述催化剂。本发明所制备的催化剂在很宽的pH范围内表现出出色的HER性能,同时,在0.1 M KOH条件下,HOR的催化活性优于商业Pt/C催化剂,表明其具有出色的HOR催化活性。

Description

VN负载的Ir团簇及其制备方法与其在催化剂中的用途
技术领域
本发明涉及一种VN负载的Ir团簇及其制备方法与其在催化剂中的用途,属于催化剂领域。
背景技术
氢能在发展可再生能源技术中发挥着关键作用。电解水制氢被认为是一种可持续的清洁能源,可以替代不可再生的、无储量的、环境不友好的化石燃料。氢燃料电池是实现氢经济的另一个关键装置,能够将H2转化为高密度的能量,并且零污染排放。与质子交换膜燃料电池相比,在碱性条件下工作的阴离子交换膜燃料电池因其工作条件温和,对催化剂的要求相对较低,因而更具潜力。然而,碱性介质中氢氧化反应(HOR)的反应动力学比酸性介质中的反应动力学低2-3个数量级,这严重阻碍了碱性燃料电池的应用。尽管在过去的几十年里,人们对高效、稳定的HOR/HER电催化剂进行了大量的研究,但Pt基材料仍然是碱性介质下最先进的HOR/HER电催化剂,却始终受到来源稀缺、高成本和稳定性差等问题的制约。因此,开发具有成本效益和稳定性的电催化剂的需求极为迫切。
开发高效析氢反应(HER)和氢氧化反应(HOR)催化剂对氢能源具有重要意义,但水分子解离过程动力学缓慢,中间体吸附强度大,严重阻碍了氢能源的发展。设计确定的原子结构是优化内在活性的有效策略,但具有一定的挑战性。
现有技术中尚未有将Ir负载在VN上制得电催化剂的相关报道。
发明内容
本发明将Ir金属团簇均匀负载在VN上制得了一种具有优异HER性能的电催化剂。VN不仅支持Ir团簇最大限度地暴露活性位点,而且通过Ir和VN之间的强相互作用和电荷重定位调节精确暴露Ir(111)的形成。得到的Ir-VN在较宽的pH值范围内表现出优异的HER性能。具体而言,Ir-VN在酸性、碱性和中性介质中分别需要12mV、21mV和98 mV才能输送10 mAcm-2的电流密度,甚至优于Pt/C。在0.1 M KOH条件下,HOR的催化活性显著优于商业Pt/C催化剂。结果表明,Ir和VN之间的晶格匹配异质界面显著降低了水解离能垒,优化了氢吸附能,从而提高了HOR和HER的性能。VN的强化学键效应和化学惰性使其具有显著的稳定性。
本发明的技术方案:
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种催化剂的制备方法,所述制备方法为:
将钒盐和铱盐分散在醇类溶剂中得到澄清溶液,再在所述溶液中加入含氮物质,搅拌使其溶解(即待溶液完全澄清后);
再加入导电碳材料搅拌混匀;
然后将所得反应体系通过静置老化和络合得到混合物;
再将所得混合物于60~70℃加热2~5h,以去除多余的溶剂;之后升温至700~900℃保持2~5 h;最后冷却至室温制得所述催化剂。
进一步,所述钒盐和铱盐的质量比为10:0.5~1。
进一步,所述钒盐选自:氯化钒(VCl3)、乙酰丙酮钒(C15H21O6V)或硫酸氧钒(Ⅳ)水合物。
进一步,所述铱盐选自:氯化铱(III)水合物(IrCl3·xH2O)、乙酰丙酮铱(Ir(acac)3)或氯铱酸水合物(H2Cl6Ir·xH2O)。
进一步,所述含氮物质为尿素或三聚氰胺。
进一步,所述含氮物质与钒盐的质量比为:2~1:1。
进一步,所述老化时间为8~12 h,以完成尿素与钒盐和铱盐中金属原子的完全络合。
进一步,所述导电碳材料选自:科琴黑、炭黑、碳纳米管或石墨烯。
进一步,所述导电碳材料与含氮物质的质量比为1:10~20。
本发明要解决的第二个技术问题是提供一种催化剂,所述催化剂采用上述方法制得。
进一步,所述催化剂中,Ir纳米团簇均匀负载在VN上,并且Ir团簇和VN相似的立方相和匹配的晶格参数诱导Ir团簇稳定并沿着VN(111)晶面生长,具有晶格匹配的特征。
进一步,所述催化剂具有HER和HOR性质。
进一步,所述催化剂在1.0 M KOH、 0.5 M H2SO4和1.0 M PBS溶液的HER测试中,达到10 mA cm-2的电流密度时的过电位分别为21mV、12mV和98 mV。
进一步,所述催化剂在0.1 M KOH溶液中的HOR测试中,过电位在50 mV时能够达到2.5 mA cm-2的电流密度。
本发明要解决的第三个技术问题是指出VN负载的Ir团簇(Ir-VN)在HER催化剂和HOR催化剂中的用途,所述VN负载的Ir团簇采用下述方法制得:
将钒盐和铱盐分散在醇类溶剂中得到澄清溶液,再在所述溶液中加入含氮物质,搅拌使其溶解(即待溶液完全澄清后);
再加入导电碳材料搅拌混匀;
然后将所得反应体系通过静置老化和络合得到混合物;
再将所得混合物于60~70℃加热2~5h,以去除多余的溶剂;之后升温至700~900℃保持2~5 h;最后冷却至室温制得所述VN负载的Ir团簇。
本发明的有益效果:
本发明通过简便的urea-glass法构建了晶格匹配的Ir-VN催化剂中,其中Ir(111)精确地沿着VN(111)晶面生长。所制备的Ir-VN电催化剂在很宽的pH范围内表现出出色的HER性能,在1.0 M KOH, 0.5 M H2SO4和1.0 M PBS溶液中,达到10 mA cm-2的电流密度时过电位分别为21mV、12mV和98 mV,并且具有出色的22 h的长期耐久性。同时,在0.1 M KOH条件下,HOR的催化活性优于商业Pt/C催化剂,表明其具有出色的HOR催化活性。
附图说明
图1:a. Ir-VN的SEM图;b 和c,不同倍率下Ir-VN的TEM图;d. Ir团簇区域的原子三维强度面图。
图2:a.实施例1所得 Ir-VN的EDS元素映射图,b. Ir元素的映射图;c. V元素的映射图;d、N元素的映射图。
图3:a. 对比例1所得 Ir@VN的TEM图;b. 对比例1所得 Ir@VN的HRTEM图。
图4:a. 实施例1所得Ir-VN和对比例1所得 Ir@VN的XRD谱图;b. Ir-VN的XPS全谱分析图;c. Ir-VN和Ir@VN的Ir 4f 谱图;d. Ir-VN和Ir@VN的元素价态相对含量分析图;e.Ir-VN和Ir@VN的V 2p谱图;f. Ir-VN和Ir@VN的N 1s 谱图。
图5:a. 催化剂在1.0 M KOH中的LSV曲线图;b. 催化剂在1.0 M KOH 中的Tafel斜率图;c. 过电位100 mV时催化剂质量活性图;d. 催化剂在不同pH下的Tafel斜率统计;e. 催化剂在不同pH下,达到10 mA cm-2的电流密度时所需的过电位;f. 不同pH条件下Ir-VN的稳定性测试图。
图6:实施例2~5所得材料的碱性HER极化曲线图。
图7:a. 催化剂在扫描速率为5 mV s-1,转速为2500 rpm时的HOR极化曲线图;b.不同转速下Ir-VN催化剂的HOR极化曲线图;c.催化剂在过电位为50 mV(相对于RHE)时的Koutecky-Levich图;d.催化剂在扫描速率为5 mV s-1、转速为2500 rpm时的HOR/HER平衡电位周围的线性电流电位区域图。
图8:催化剂在扫描速率为5 mV s-1,转速为1600 rpm时的HOR极化曲线图。
具体实施方式
本发明以钒盐和铱盐为金属源,采用尿素-玻璃法制得一种新型的电催化剂;即将Ir金属团簇均匀负载在VN上制得了一种具有优异HER和HOR性质的电催化剂Ir-VN。得到的Ir-VN在较宽的pH值范围内表现出优异的HER性能,具体而言,Ir-VN在酸性、碱性和中性介质中分别需要12 mV、21 mV和98 mV才能输送10 mA cm-2的电流密度,甚至优于Pt/C。在0.1M KOH条件下,HOR的催化活性显著优于商业Pt/C催化剂。结果表明,Ir和VN之间的晶格匹配异质界面显著降低了水解离能垒,优化了氢吸附能,从而提高了HOR和HER的性能,并且VN的强化学键效应和化学惰性使其具有显著的稳定性;所得电催化剂能够用作HER和HOR电催化剂。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述,并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
将0.2 g VCl3和0.015 g IrCl3·xH2O (Vmol:Irmol ≈ 25:1)分散在4 mL乙醇中得到澄清溶液。然后加入0.2 g尿素,搅拌,待溶液完全澄清后,加入0.02 g KB(科琴黑),将溶液老化12 h,以完成尿素与金属原子的完全络合(Ir和VN的理论质量比为1:10)。所得混合物在管式炉中在氩气流量(100 ml min -1)下以1℃ min-1的升温速率加热至65℃,并在该温度下保持5h,以去除多余的溶剂,然后以5℃ min -1加热至800℃并保持2 h。降至室温后,取出研磨后得到Ir-VN。
实施例2~3
制备过程同实施例1,区别在于,VCl3(0.2 g)与IrCl3·xH2O(0.01 g)的质量比为10:0.5(实施例2),VCl3(0.2 g)与IrCl3·xH2O(0.02 g)的质量比10:1(实施例3)。
实施例4~5
制备过程同实施例1,区别在于,升温至700℃并保持恒温2小时(实施例4)、升温至900℃并保持恒温2小时(实施例5)。
对比例1
Ir@VN的制备:
将0.2 g VCl3分散在4 mL乙醇中得到澄清溶液,然后加入0.2 g尿素,搅拌。待溶液完全澄清后,加入0.02 g KB,将溶液老化12 h,以完成尿素与金属原子的完全络合。所得混合物在管式炉中在氩气流量(100 ml min -1)下以1℃ min-1的升温速率加热至65℃,并在该温度下保持5h,以去除多余的溶剂,然后以5℃ min -1加热至800℃并保持2 h。降至室温后,取出研磨后得到VN。
将上述VN分散在10 mL 乙醇中,加入0.015 g IrCl3·xH2O,超声分散10分钟,滴加5 mL NaBH4水溶液(含0.03 g NaBH4),超声10分钟,水、乙醇交替离心洗涤三次后,70℃真空干燥过夜得到Ir@VN。
对比例2
以商用的Pt/C作为对比例2,其牌号为7440-06-4。
对比例3
以商用的Ir/C作为对比例3,其牌号为7439-88-5。
对比例4
以VN作为对比例4,制备过程同实施例1,区别在于未添加铱盐。
对比例5
0.2 g VCl3和0.01 g RuCl3·xH2O分散在4 mL乙醇中得到澄清溶液。然后加入0.2g尿素,搅拌。待溶液完全澄清后,加入0.02 g KB,将溶液老化12 h,以完成尿素与金属原子的完全络合。所得混合物在管式炉中在氩气流量(100 ml min -1)下以1℃ min-1的升温速率加热至65℃,并在该温度下保持5h,以去除多余的溶剂,然后以5℃ min -1加热至800℃并保持2 h。降至室温后,取出研磨后得到Ru-VN。
对比例6
0.2 g VCl3和0.01 g RhCl3·xH2O分散在4 mL乙醇中得到澄清溶液。然后加入0.2g尿素,搅拌。待溶液完全澄清后,加入0.02 g KB,将溶液老化12 h,以完成尿素与金属原子的完全络合。所得混合物在管式炉中在氩气流量(100 ml min -1)下以1℃ min-1的升温速率加热至65℃,并在该温度下保持5h,以去除多余的溶剂,然后以5℃ min -1加热至800℃并保持2 h。降至室温后,取出研磨后得到Rh-VN。
试验例1 Ir-VN的形貌表征
通过扫描电镜(SEM)对Ir-VN材料的形貌进行了表征(图1a),结果显示Ir-VN为纳米球状,尺寸约为50 nm。透射电镜(TEM)表明Ir团簇均匀分布在VN基体上(图1b, c)。原子三维强度面图显示Ir团簇成功成长在VN基材上(图1d)。Ir团簇和VN相似的立方相和匹配的晶格参数诱导Ir团簇稳定并沿着VN(111)晶面生长,将这种负载团簇与其基底相互匹配晶格生长特征定义为晶格匹配。根据能谱(EDS)映射分析(图2 a-d),V和N元素(图2c和2d)均匀分布在整个Ir-VN中,并伴有Ir元素(图2b)的聚集,也表明Ir在VN上存在聚集现象。以上数据表明VN的合成成功,且Ir团簇分布在VN基材上。此外,对比例1所得Ir@VN的TEM图表明后掺杂的Ir团簇仍然均匀分布在VN上,但不具有晶格匹配的特征,Ir团簇晶面随机生长(图3a,b)。
试验例2 Ir-VN的结构分析
采用X射线衍射(XRD)研究了Ir-VN的晶体结构(图4a)。Ir-VN的晶相与立方VN标准卡片(PDF No.35-0768)对应,晶格参数为a = 0.4139 nm, b = 0.4139 nm, c = 0.4139nm。由于Ir团簇尺寸小,没有检测到明显的Ir单质的衍射峰。采用XPS分析Ir-VN的元素组成及价态。XPS全谱证实了Ir-VN中Ir、V、N、O、C的元素组成(图4b)。在Ir-VN的Ir 4f谱图中,观测到Ir的结合能向低结合能偏移,表明电子由VN向Ir转移,证实Ir团簇与基材VN之间的相互作用(图4c)。同时,Ir0/Ir4+含量比值上升,同样证明了由VN向Ir的电子转移(图4d)。V 2pXPS谱图中,位于513.43 eV、514.98 eV和516.86 eV的峰值分别对应V-N、V-N-O和V-O,这可能是VN在XPS测试过程中表面形成了一层薄薄的氧化层 (图4e)。值得注意的是,与对比例1所得的Ir@VN相比,Ir-VN中V 2p的结合能向高能偏移,再次验证了Ir-VN催化剂中电子从VN向Ir的转移。N 1s的XPS谱图中397.01 eV、399.09 eV和400.95 eV的峰值分别归属于M-N、N-O-M和吸附N(图4f)。上述结论均表明,晶格匹配生长的Ir团簇与基材VN之间具有更强的电子转移,进而将影响催化剂的电催化性能。
试验例3 Ir-VN的电催化性能测试
首先,我们评估了其在氩气饱和的1.0M KOH溶液中的HER电催化性能。
将催化剂粉末(10 mg)与100 μL Nafion溶液(5 wt %)和900 μL乙醇混合,在超声波浴中制备催化剂油墨。然后将5 μL的催化剂墨水移到GC表面,使催化剂负载为0.25 mgcm-2
电化学性能通过Gamry参考600工作站(Gamry, USA)使用标准的三电极系统进行。将33 g KOH(试剂级,85%,Aladdin Co.)溶于500 mL超纯水制备电解质。可逆氢电极(RHE)作为参比电极,置于1.0 M饱和KOH溶液中,定期刷新以抵消电解质污染,石墨棒作为对电极。以面积为0.196 cm2的玻碳旋转圆盘电极(RDE)作为工作电极的衬底,评价了各种催化剂的析氢反应活性。饱和Ar的1.0 M KOH电解质中测试极化曲线,扫描速率为10 mV s-1,转速为1600 rpm,实时红外补偿自动校正,电阻为4.4 Ω。在电流密度为10 mA cm-2的条件下,采用计时电位法对Ir-VN进行稳定性测试。此外,对催化剂在0.5 M H2SO4和1.0 M PBS中的HER性能进行了测试。在0.1 M KOH中进行了HOR活性测试。
质量活度的计算公式为:质量活度= I/m,其中I (A)为测量电流,m (mg)为负载在玻碳电极上的Ru的质量。
转化频率(TOF)的计算公式为: TOF = I/2nF,其中I (A)为测量电流。F是法拉第常数(96485℃ mol-1)。n = m/ M, n为负载在玻碳电极上的Ru活性位数(mol), m为Ru的质量,M为原子质量。
采用典型的三电极体系在Ar饱和的1.0 M KOH中测试了Ir-VN催化剂的碱性HER活性。商业Pt/C (Pt: 20 wt %)和Ir/C (Ir: 20 wt %)作为对比。在5 mV s-1的扫描速率下,Ir-VN、Ir@VN、VN、商用Pt/C和Ir/C的典型极化曲线如图5a所示。测得实施例1所得Ir-VN对应10 mA cm-2的过电位为21 mV,远低于Ir@VN (75 mV)、Pt/C (41 mV)和Ir/C (78 mV)。值得注意的是,即使与最近报道的基于Ir的电催化剂相比, Ir-VN也是一种高效的HER电催化剂。纯VN对HER的活性较差,这意味着V不是真正的活性位点。线性扫描伏安(LSV)曲线得出的Tafel图显示,与Ir@VN (68 mV dec-1)、Pt/C (31 mV dec-1)和Ir/C (65 mV dec-1)相比,Ir-VN的Tafel斜率(21 mV dec-1)要小得多(图5b),表明Ir-VN的碱性HER动力学显著增强。考虑到实际应用中催化剂的成本,采用基于贵金属质量的LSV曲线归一化来评价催化剂的质量活性。由图5c可知,Ir-VN在100 mV时的质量活度为7.13 A mg-1,分别是Ir@VN (0.37 Amg-1)和Pt/C (0.83 A mg-1)的约19.3倍和8.6倍,具有更大的实际应用优势。长期稳定性计时电位测试表明,Ir-VN催化剂在10 mA cm-2电流密度下在碱性溶液中运行超过22小时,过电位无明显降解(图5f)。结果表明,Ir-VN的催化活性明显优于Ir@VN、Pt/C和Ir/C,表明晶格匹配的Ir-VN对提高HER的催化性能至关重要。
此外,还与对照样品一起评估了Ir-VN在酸性和中性介质中的HER性能。Ir-VN在0.5 M H2SO4和1.0 M PBS溶液中,达到10 mA cm-2的电流密度时所需过电位分别为12 mV和82 mV时,催化活性最佳(图5e)。具有晶格匹配的Ir-VN催化剂在酸性和中性介质中较低的Tafel斜率突出了氢析动力学的有效促进作用(图5d)。此外,Ir-VN在0.5 M H2SO4和1.0 MPBS中,在10 mA cm-2的固定电流密度下持续22小时的时间电位测试表明,在酸性和中性环境下,Ir-VN的变化可以忽略不计,证实了Ir-VN的优越稳定性(图5f)。以上结果证实了Ir-VN可以作为HER电催化剂,在全pH范围内具有高效率和优异的稳定性。实施例2-5在碱性中均具有HER催化活性,达到10 mA cm-2的电流密度时所需过电位分别为55,61,48,77 mV,稍差于实施例1,表明实施例1为最佳的掺杂量和热处理温度(图6)。
在0.1 M KOH的H2饱和水溶液中测定了Ir-VN的HOR活性,商业Pt/C (Pt: 20 wt%)和Ir/C (Ir: 20 wt %)作为对比。如图7a所示,在过电位为50 mV时(相对于可逆氢电极(RHE)),Ir-VN的极化曲线迅速上升到饱和电流密度2.5 mA cm-2。相比之下,Pt/C的阳极电流密度增加较为温和(在过电位为50 mV时为2.1 mA cm-2)。图7b为实施例1所得催化材料Ir-VN不同电极旋转速率下的HOR极化曲线。通过绘制和拟合电流密度(j-1)在50 mV (vs.RHE)与平方根旋转速率(ω-1/2)的倒数相比,得到了一条斜率为5.20 cm2mA-1s-1/2的直线,与Koutecky-Levich方程一致。对于双电子HOR过程,计算得到的斜率接近于理论值4.87cm2mA-1s-1/2(图7c)。由于HER和HOR是对称的,所有催化剂的HOR反应机制被确定为Tafel-Volmer过程,Volmer步骤是速率决定步骤。交换电流密度(j0)也由微极化区域的线性拟合来确定(图7d)。Ir-VN的j0为0.33 mA cm-2,显著高于商业Pt/C(0.08 mA cm-2)。Ru-VN(对比例5)及Rh-VN(对比例6)的HOR测试所能达到的极限电流远低于Ir-VN,证明材料活性来源于Ir与基材VN之间的协同作用(图8)。
综上可知,本发明成功合成了具有优异HER性能的Ir簇包埋VN催化剂,VN不仅支持Ir团簇最大限度地暴露活性位点,而且通过Ir和VN之间的强相互作用和电荷重定位调节精确暴露Ir(111)的形成。得到的Ir-VN在较宽的pH值范围内表现出优异的HER性能。具体而言,Ir-VN在酸性、碱性和中性介质中分别需要12mV、21mV和98 mV才能输送10 mA cm-2的电流密度,甚至优于Pt/C。在0.1 M KOH条件下,HOR的催化活性显著优于商业Pt/C催化剂。结果表明,Ir和VN之间的晶格匹配异质界面显著降低了水解离能垒,优化了氢吸附能,从而提高了HOR和HER的性能。VN的强化学键效应和化学惰性使其具有显著的稳定性。本文研究的调节中间体吸附强度的晶格匹配策略也可用于探索其他催化反应,如CO2还原和N2还原。

Claims (10)

1.一种催化剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法为:
将钒盐和铱盐分散在醇类溶剂中得到澄清溶液,再在所述溶液中加入含氮物质,搅拌使其溶解;
再加入导电碳材料搅拌混匀;
然后将所得反应体系通过静置老化和络合得到混合物;
再将所得混合物于60~70 ℃加热2~5h,以去除多余的溶剂;之后升温至700~900 ℃保持2~5 h;最后冷却至室温制得所述催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种催化剂的制备方法,其特征在于,所述钒盐和铱盐的质量比为10:0.5~1。
3.根据权利要求1所述的一种催化剂的制备方法,其特征在于,所述钒盐选自:氯化钒、乙酰丙酮钒或硫酸氧钒水合物;
所述铱盐选自: IrCl3·xH2O、乙酰丙酮铱或氯铱酸水合物;
所述含氮物质为尿素或三聚氰胺。
4.根据权利要求1~3任一项所述的一种催化剂的制备方法,其特征在于,所述含氮物质与钒盐的质量比为:2~1:1;和/或:
所述导电碳材料与含氮物质的质量比为1:10~20。
5.根据权利要求1~3任一项所述的一种催化剂的制备方法,其特征在于,所述导电碳材料选自:科琴黑、炭黑、碳纳米管或石墨烯。
6.根据权利要求1~3任一项所述的一种催化剂的制备方法,其特征在于,所述老化时间为8~12 h。
7.一种催化剂,其特征在于,所述催化剂采用权利要求1~6任一项所述的方法制得。
8.根据权利要求7所述的一种催化剂,其特征在于,所述催化剂中,Ir纳米团簇均匀负载在VN上,并且Ir团簇和VN相似的立方相和匹配的晶格参数诱导Ir团簇稳定并沿着VN(111)晶面生长,具有晶格匹配的特征;和/或:
所述催化剂具有HER和HOR性质;和/或:
所述催化剂在1.0 M KOH、 0.5 M H2SO4和1.0 M PBS溶液的HER测试中,达到10 mA cm-2的电流密度时过电位分别为21mV、12mV和98 mV;和/或:
所述催化剂在0.1 M KOH溶液中的HOR测试中,过电位在50 mV时能够达到2.5 mA cm-2的电流密度。
9.VN负载的Ir团簇在HER催化剂和HOR催化剂中的用途,其特征在于,所述VN负载的Ir团簇采用下述方法制得:
将钒盐和铱盐分散在醇类溶剂中得到澄清溶液,再在所述溶液中加入含氮物质,搅拌使其溶解;
再加入导电碳材料搅拌混匀;
然后将所得反应体系通过静置老化和络合得到混合物;
再将所得混合物于60~70 ℃加热2~5h,以去除多余的溶剂;之后升温至700~900 ℃保持2~5 h;最后冷却至室温制得所述VN负载的Ir团簇。
10.根据权利要求9所述的VN负载的Ir团簇在HER催化剂和HOR催化剂中的用途,其特征在于,所述钒盐和铱盐的质量比为10:0.5~1;和/或:
所述钒盐选自:氯化钒、乙酰丙酮钒或硫酸氧钒水合物;
所述铱盐选自: IrCl3·xH2O、乙酰丙酮铱或氯铱酸水合物;
所述含氮物质为尿素或三聚氰胺;和/或
所述含氮物质与钒盐的质量比为:2~1:1;和/或:
所述导电碳材料与含氮物质的质量比为1:10~20。
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