1.本发明涉及水电解阳极吸氧反应催化剂
技术领域：
：，尤其涉及原子级分散的铱基复合材料的制备方法及其应用。
背景技术：
：：2.与碱性水电解产氢相比，质子交换膜水电解技术具有更低的欧姆损失、更高的电压效率、更高的气体纯度、更简单的装置设计以及更快的体系响应，因而是实现以氢为媒介的未来能源经济结构领域美好设想的重要技术手段之一。然而，质子交换膜水电解装置的商业化应用仍面临着许多问题：一方面阳极一侧析氧反应具有很高的过电势和缓慢的反应动力学，另一方面铱催化剂的必用性造成了其具有昂贵的价格。此外，基于特定结构改性的氧化铱技术路线复杂或需使用较为繁琐的仪器设备，导致其量产困难。因此通过简易的方法提高铱基析氧催化剂的本征活性，增强催化性能是突破这一瓶颈的关键。3.现有技术通过合金化、金属掺杂及形成固定钙钛矿或者烧绿石相结构来提高铱基催化剂的活性和稳定性，如strasser等人通过制备irni@irox合金并原位形成核壳结构提高催化剂的活性(hongnhannong,tobiasreier,hyung-sukoh,etal.auniqueoxygenligandenvironmentfacilitateswateroxidationinhole-dopedirnioxcore–shellelectrocatalysts.nat.cat.2018,11:841–851)；liu等人通过锂-掺杂制备li-irox提高催化剂的活性和稳定性(jiajiangao,cong-qiaoxu,sung-fuhung,etal.breakinglong-rangeorderiniridiumoxidebyalkaliionforefficientwateroxidation.j.am.chem.soc.2019,141:3014-3023)；jaramillo等人通过形成sriro3钙钛矿相使其达到优异的析氧活性(linseyc.seitz,colinf.dickens,kazunorinishio,et,al.ahighlyactiveandstableirox/sriro3catalystfortheoxygenevolutionreactionscience,2016,353,6303)。尽管经过改性之后，催化剂的活性均得到了明显的提升，但是过渡金属的不断溶出导致的活性衰退仍是亟待解决的问题。4.采用稳定元素如ti、nd、ta等元素作为改性元素是一种较好的选择。然而传统制备工艺上这些元素快速的水解过程导致了tio2与iro2的分相，使ti和ir相互作用减弱(emmaoakton,dmitrylebedev,mauropoviaetal.iro2-tio2:ahigh-surface-area,active,andstableelectrocatalystfortheoxygenevolutionreaction,acscatal.2017,7,2346-2352)。而且，tio2的形成往往伴随着催化剂整体导电性的下降，不利于析氧催化活性的表达。ti的原子级分散能够最大化降低由于异相带来的导电性下降的问题，并且可最大化发挥其对ir的电子调控作用。技术实现要素：5.本发明解决的技术问题在于提供一种原子级分散的铱基复合材料的制备方法，本技术提供的制备方法制备的铱基复合材料ir位点催化活性高，稳定性好。6.有鉴于此，本技术提供了一种原子级分散的铱基复合材料的制备方法，包括以下步骤：7.a)将tib2和表面活性剂分散于溶剂中，得到第一悬浊液；所述溶剂为高沸点且具有还原性的溶剂；8.b)将所述第一悬浊液与铱前驱体混合，得到第二悬浊液；9.c)将所述第二悬浊液进行回流反应，得到第三悬浊液；10.d)将所述第三悬浊液离心分离、洗涤后干燥，得到原子级分散的铱基复合材料。11.优选的，所述表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵或聚乙烯吡咯烷酮；所述表面活性剂与所述铱前驱体的摩尔比为3:1～200:1。12.优选的，所述溶剂选自乙二醇，所述tib2与乙二醇的质量体积比为1mg：100ml～1mg：4ml。13.优选的，所述铱前驱体选自氯铱酸、氯化铱、乙酰丙酮铱、醋酸铱、氯铱酸钾、氯铱酸钠、氧化铱、铱酸锶、铱酸钡、铱酸锂、铱酸钾和铱酸镨中的一种或多种。14.优选的，步骤c)中，所述回流反应为油浴回流反应，所述油浴反应的温度为100～200℃，时间为3～6h。15.优选的，步骤a)中，所述分散的时间为1～3h，步骤b)中，所述混合的时间为1～3h。16.优选的，所述离心分离的转速为10000～30000rpm，时间为1～5min；所述洗涤的试剂为体积比为1:1的无水乙醇和丙酮中的一种或两种与水的混合溶剂，所述洗涤的次数为3～5次；所述干燥的温度为50～100℃，时间为12～24h。17.本技术还提供了所述的制备方法所制备的原子级分散的铱基复合材料在水电解阳极析氧反应中的应用。18.本技术提供了一种原子级分散的铱基复合材料的制备方法，其采用铱前驱体在溶剂(还原剂)存在的条件下引入自牺牲模板tib2，从而达到合成的铱基复合材料中ti的原子级分散；与现有的商业铱催化剂相比，本发明在铱基复合材料中添加了原子级分散的ti作为修饰剂以共/助催化。本发明在制备铱基复合材料时对ti引入量进行了控制，从而得到兼顾催化活性和稳定性的ti含量。实验证明，采用本发明方法制备的催化剂具有优异的活性和稳定性，而且本发明提供的方法操作简便，适宜于大规模生产。附图说明19.图1为本发明实施例1提供的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂在tem下的高角环形暗场及元素mapping图像；20.图2为本发明实施例1提供的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂在球差电镜下的原子成像及原子强度分析；21.图3为本发明实施例1提供的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂在0.5m硫酸溶液中的线性扫描伏安曲线；22.图4为本发明实施例1提供的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂在0.5m硫酸溶液中，10macm-2恒定电流密度下的计时电位曲线；23.图5为本发明实施例2提供的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂在球差电镜下的原子成像及原子强度分析；24.图6为本发明实施例2提供的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂在0.5m硫酸溶液中的线性扫描伏安曲线；25.图7为本发明实施例2提供的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂在0.5m硫酸溶液中，10macm-2恒定电流密度下的计时电位曲线；26.图8为本发明实施例3提供的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂在球差电镜下的原子成像及原子强度分析；27.图9为本发明实施例3提供的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂在0.5m硫酸溶液中的线性扫描伏安曲线；28.图10为本发明实施例3提供的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂在0.5m硫酸溶液中，10macm-2恒定电流密度下的计时电位曲线。具体实施方式29.为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。30.鉴于现有技术中，铱基催化剂中ti位点难以分散导致铱基催化剂整体电导率下降、阳极催化活性低、稳定性差的技术问题，本技术认为原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂必须采用合适的策略降低ti的水解过程，使其原子级分散在铱基催化剂中，以期得到优异的催化水分解的活性和稳定性。因此，本技术提供了一种原子级分散ti位点修饰的ir基复合材料，其中的ti原子分散性好，ir位点催化活性高，稳定性好。具体的，本技术提供了一种原子级分散的铱基复合材料的制备方法，包括以下步骤：31.a)将tib2和表面活性剂分散于溶剂中，得到第一悬浊液；所述溶剂为高沸点且具有还原性的溶剂；32.b)将所述第一悬浊液与铱前驱体混合，得到第二悬浊液；33.c)将所述第二悬浊液进行回流反应，得到第三悬浊液；34.d)将所述第三悬浊液离心分离、洗涤后干燥，得到原子级分散的铱基复合材料。35.在制备原子级分散的铱基复合材料的过程中，本技术首先将tib2和表面活性剂分散于溶剂中，得到第一悬浊液；所述溶剂为高沸点且具有还原性的溶剂；在上述过程中，tib2和表面活性剂物理分散于乙二醇中，所述表面活性剂用以分散铱前驱体和tib2，使其不会发生进一步的团聚；具体选自十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵或聚乙烯吡咯烷酮；所述表面活性剂与所述铱前驱体的摩尔比为3:1～200:1。在本技术中，所述溶剂具体可选自乙二醇，所述乙二醇可以还原ir前驱体，还可在高温条件下溶解tib2；所述tib2与乙二醇的质量体积比为1mg：100ml～1mg：4ml，在具体实施例中，所述tib2与乙二醇的质量体积比为1mg：50ml～1mg：4ml。36.本技术然后将上述得到的第一悬浊液与铱前驱体混合，得到第二悬浊液；在此过程中，所述铱前驱体具体选自氯铱酸、氯化铱、乙酰丙酮铱、醋酸铱、氯铱酸钾、氯铱酸钠、氧化铱、铱酸锶、铱酸钡、铱酸锂、铱酸钾和铱酸镨中的一种或多种；在具体实施例中，所述铱前驱体具体选自氯铱酸、醋酸铱、乙酰丙酮铱、氧化铱、铱酸锶或铱酸镨。所述表面活性剂与铱前驱体的摩尔比为(3～200)：1。在上述过程中，ir前驱体与tib2发生相互作用吸附在tib2表面或发生晶面相互作用。所述混合的时间为1～3h。37.本技术然后将上述第二悬浊液进行回流反应，得到第三悬浊液；所述回流反应在油浴条件进行，所述回流反应的温度为120～200℃，时间为3～6h。上述过程发生了ti离子和ir的离子交换。38.按照本发明，最后将上述得到的第三悬浊液离心分离、洗涤后干燥，即得到原子级分散的铱基复合材料。所述洗涤的试剂为乙醇和丙酮中的一种或两种与水的混合溶剂，两者的体积比为1：1；所述干燥的温度为50～100℃，时间为12～24h。39.本技术制备得到的原子级分散的铱基复合材料ti是原子级分散，且分散性好，ir位点催化活性高，稳定性好。鉴于此，本技术还提供了上述制备的原子级分散的铱基复合材料在水电解阳极析氧反应中的应用。所述水电解阳极析氧反应为本领域技术人员常规的反应方式，对此本技术不进行特别的限制，区别在于，本技术制备的原子级分散的铱基复合材料作为了阳极材料。40.为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的铱基催化剂的制备方法及其应用进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。41.以下各实施例中所用原料均为分析纯化学品，并且没有进行进一步处理。42.实施例143.室温下在含有80ml的乙二醇中加入42mg的tib2和341mg的十六烷基三甲基溴化铵，然后超声分散1h得到第一悬浊液；在搅拌下，将50mg氯铱酸加入第一悬浊液中，反应3h得到第二悬浊液；将第二悬浊液转移至油浴中于160℃反应3h得到第三悬浊液；待第三悬浊液冷却至室温后，离心分离，10000rpm，3min，然后用水和乙醇的混合溶剂洗涤三次，最后在55℃干燥箱中干燥12h得到原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂。44.对实施例1的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂进行高角环形暗场成像并且进行元素mapping成像，结果如图1所示，所得催化剂中ti均一的分散在ir催化剂的表面，没有团聚。45.对实施例1的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂进行球差分析，结果如图2所示，内插图中的强度分布表明所得催化剂中ti的分散形式为原子级分散。46.对实施例1的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂在0.5m硫酸溶液中进行线性扫描伏安测试，结果如图3所示，所得的催化剂表现出优异的酸性析氧活性，优于商业ir黑和氧化铱催化剂。47.对实施例1的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂在0.5m硫酸溶液中在恒定的10macm-2电流密度下进行计时电位测试，结果如图4所示，所得的催化剂表现出优异的稳定性，优于商业ir黑和氧化铱催化剂。48.实施例249.室温下在含有80ml的乙二醇中加入20mg的tib2和341mg的十六烷基三甲基溴化铵，然后超声分散1h得到第一悬浊液；在搅拌下，将50mg氯铱酸加入第一悬浊液中，反应3h得到第二悬浊液；将第二悬浊液转移至油浴中于160℃反应3h得到第三悬浊液；待第三悬浊液冷却至室温后，离心分离，10000rpm，3min，然后用水和乙醇的混合溶剂洗涤三次，最后在55℃干燥箱中干燥12h得到原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂。50.对实施例2的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂进行线性扫描伏安、恒电流计时电位、高角环形暗场及且元素mapping成像、球差分析，结果与实施例1类似。51.对实施例2的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂进行球差分析，结果如图5所示，内插图中的强度分布表明所得催化剂中ti的分散形式为原子级分散。52.对实施例2的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂在0.5m硫酸溶液中进行线性扫描伏安测试，结果如图6所示，所得的催化剂表现出优异的酸性析氧活性，优于商业ir黑和氧化铱催化剂。53.对实施例2的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂在0.5m硫酸溶液中在恒定的10macm-2电流密度下进行计时电位测试，结果如图7所示，所得的催化剂表现出优异的稳定性，优于商业ir黑和氧化铱催化剂。54.实施例355.室温下在含有80ml的乙二醇中加入42mg的tib2和341mg的十六烷基三甲基氯化铵，然后超声分散1h得到第一悬浊液；在搅拌下，将50mg氯铱酸加入第一悬浊液中，反应3h得到第二悬浊液；将第二悬浊液转移至油浴中于160℃反应3h得到第三悬浊液；待第三悬浊液冷却至室温后，离心分离，10000rpm，3min，然后用水和乙醇的混合溶剂洗涤三次，最后在55℃干燥箱中干燥12h得到原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂。56.对实施例3的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂进行线性扫描伏安、恒电流计时电位、高角环形暗场及且元素mapping成像、球差分析，结果与实施例1类似。57.对实施例3的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂进行球差分析，结果如图8所示，内插图中的强度分布表明所得催化剂中ti的分散形式为原子级分散。58.对实施例3的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂在0.5m硫酸溶液中进行线性扫描伏安测试，结果如图9所示，所得的催化剂表现出优异的酸性析氧活性，优于商业ir黑和氧化铱催化剂。59.对实施例3的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂在0.5m硫酸溶液中在恒定的10macm-2电流密度下进行计时电位测试，结果如图10所示，所得的催化剂表现出优异的稳定性，优于商业ir黑和氧化铱催化剂。60.实施例461.室温下在含有80ml的乙二醇中加入42mg的tib2和341mg的聚乙烯吡咯烷酮，然后超声分散1h得到第一悬浊液；在搅拌下，将50mg氯铱酸加入第一悬浊液中，反应3h得到第二悬浊液；将第二悬浊液转移至油浴中于160℃反应3h得到第三悬浊液；待第三悬浊液冷却至室温后，离心分离，10000rpm，3min，然后用水和乙醇的混合溶剂洗涤三次，最后在55℃干燥箱中干燥12h得到原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂。62.对实施例4的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂进行线性扫描伏安、恒电流计时电位、高角环形暗场及且元素mapping成像、球差分析，结果与实施例1类似。63.实施例564.室温下在含有80ml的乙二醇中加入42mg的tib2和341mg的十六烷基三甲基溴化铵，然后超声分散3h得到第一悬浊液；在搅拌下，将50mg氯铱酸加入第一悬浊液中，反应3h得到第二悬浊液；将第二悬浊液转移至油浴中于160℃反应3h得到第三悬浊液；待第三悬浊液冷却至室温后，离心分离，10000rpm，3min，然后用水和乙醇的混合溶剂洗涤三次，最后在55℃干燥箱中干燥12h得到原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂。65.对实施例5的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂进行线性扫描伏安、恒电流计时电位、高角环形暗场及且元素mapping成像、球差分析，结果与实施例1类似。66.实施例667.室温下在含有80ml的乙二醇中加入42mg的tib2和1364mg的十六烷基三甲基溴化铵，然后超声分散1h得到第一悬浊液；在搅拌下，将200mg氯铱酸加入第一悬浊液中，反应3h得到第二悬浊液；将第二悬浊液转移至油浴中于160℃反应3h得到第三悬浊液；待第三悬浊液冷却至室温后，离心分离，10000rpm，3min，然后用水和乙醇的混合溶剂洗涤三次，最后在55℃干燥箱中干燥12h得到原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂。68.对实施例6的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂进行线性扫描伏安、恒电流计时电位、高角环形暗场及且元素mapping成像、球差分析，结果与实施例1类似。69.实施例770.室温下在含有80ml的乙二醇中加入42mg的tib2和341mg的十六烷基三甲基溴化铵，然后超声分散1h得到第一悬浊液；在搅拌下，将50mg氯铱酸加入第一悬浊液中，反应1h得到第二悬浊液；将第二悬浊液转移至油浴中于160℃反应3h得到第三悬浊液；待第三悬浊液冷却至室温后，离心分离，10000rpm，3min，然后用水和乙醇的混合溶剂洗涤三次，最后在55℃干燥箱中干燥12h得到原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂。71.对实施例7的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂进行线性扫描伏安、恒电流计时电位、高角环形暗场及且元素mapping成像、球差分析，结果与实施例1类似。72.实施例873.室温下在含有80ml的乙二醇中加入42mg的tib2和341mg的十六烷基三甲基溴化铵，然后超声分散1h得到第一悬浊液；在搅拌下，将50mg氯化铱加入第一悬浊液中，反应3h得到第二悬浊液；将第二悬浊液转移至油浴中于160℃反应3h得到第三悬浊液；待第三悬浊液冷却至室温后，离心分离，10000rpm，3min，然后用水和乙醇的混合溶剂洗涤三次，最后在55℃干燥箱中干燥12h得到原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂。74.对实施例8的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂进行线性扫描伏安、恒电流计时电位、高角环形暗场及且元素mapping成像、球差分析，结果与实施例1类似。75.实施例976.室温下在含有80ml的乙二醇中加入42mg的tib2和341mg的十六烷基三甲基溴化铵，然后超声分散1h得到第一悬浊液；在搅拌下，将50mg醋酸铱加入第一悬浊液中，反应3h得到第二悬浊液；将第二悬浊液转移至油浴中于160℃反应3h得到第三悬浊液；待第三悬浊液冷却至室温后，离心分离，10000rpm，3min，然后用水和乙醇的混合溶剂洗涤三次，最后在55℃干燥箱中干燥12h得到原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂。77.对实施例9的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂进行线性扫描伏安、恒电流计时电位、高角环形暗场及且元素mapping成像、球差分析，结果与实施例1类似。78.实施例1079.室温下在含有80ml的乙二醇中加入42mg的tib2和341mg的十六烷基三甲基溴化铵，然后超声分散1h得到第一悬浊液；在搅拌下，将50mg乙酰丙酮铱加入第一悬浊液中，反应3h得到第二悬浊液；将第二悬浊液转移至油浴中于160℃反应3h得到第三悬浊液；待第三悬浊液冷却至室温后，离心分离，10000rpm，3min，然后用水和乙醇的混合溶剂洗涤三次，最后在55℃干燥箱中干燥12h得到原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂。80.对实施例10的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂进行线性扫描伏安、恒电流计时电位、高角环形暗场及且元素mapping成像、球差分析，结果与实施例1类似。81.实施例1182.室温下在含有80ml的乙二醇中加入42mg的tib2和341mg的十六烷基三甲基溴化铵，然后超声分散1h得到第一悬浊液；在搅拌下，将50mg氯铱酸钾加入第一悬浊液中，反应3h得到第二悬浊液；将第二悬浊液转移至油浴中于160℃反应3h得到第三悬浊液；待第三悬浊液冷却至室温后，离心分离，10000rpm，3min，然后用水和乙醇的混合溶剂洗涤三次，最后在55℃干燥箱中干燥12h得到原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂。83.对实施例11的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂进行线性扫描伏安、恒电流计时电位、高角环形暗场及且元素mapping成像、球差分析，结果与实施例1类似。84.实施例1285.室温下在含有80ml的乙二醇中加入42mg的tib2和341mg的十六烷基三甲基溴化铵，然后超声分散1h得到第一悬浊液；在搅拌下，将50mg氧化铱加入第一悬浊液中，反应3h得到第二悬浊液；将第二悬浊液转移至油浴中于160℃反应3h得到第三悬浊液；待第三悬浊液冷却至室温后，离心分离，10000rpm，3min，然后用水和乙醇的混合溶剂洗涤三次，最后在55℃干燥箱中干燥12h得到原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂。86.对实施例12的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂进行线性扫描伏安、恒电流计时电位、高角环形暗场及且元素mapping成像、球差分析，结果与实施例1类似。87.实施例1388.室温下在含有80ml的乙二醇中加入42mg的tib2和341mg的十六烷基三甲基溴化铵，然后超声分散1h得到第一悬浊液；在搅拌下，将50mg铱酸锶加入第一悬浊液中，反应3h得到第二悬浊液；将第二悬浊液转移至油浴中于160℃反应3h得到第三悬浊液；待第三悬浊液冷却至室温后，离心分离，10000rpm，3min，然后用水和乙醇的混合溶剂洗涤三次，最后在55℃干燥箱中干燥12h得到原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂。89.对实施例13的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂进行线性扫描伏安、恒电流计时电位、高角环形暗场及且元素mapping成像、球差分析，结果与实施例1类似。90.实施例1491.室温下在含有80ml的乙二醇中加入42mg的tib2和341mg的十六烷基三甲基溴化铵，然后超声分散1h得到第一悬浊液；在搅拌下，将50mg铱酸镨加入第一悬浊液中，反应3h得到第二悬浊液；将第二悬浊液转移至油浴中于160℃反应3h得到第三悬浊液；待第三悬浊液冷却至室温后，离心分离，10000rpm，3min，然后用水和乙醇的混合溶剂洗涤三次，最后在55℃干燥箱中干燥12h得到原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂。92.对实施例14的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂进行线性扫描伏安、恒电流计时电位、高角环形暗场及且元素mapping成像、球差分析，结果与实施例1类似。93.实施例1594.室温下在含有80ml的乙二醇中加入42mg的tib2和341mg的十六烷基三甲基溴化铵，然后超声分散1h得到第一悬浊液；在搅拌下，将50mg氯铱酸加入第一悬浊液中，反应3h得到第二悬浊液；将第二悬浊液转移至油浴中于120℃反应3h得到第三悬浊液；待第三悬浊液冷却至室温后，离心分离，10000rpm，3min，然后用水和乙醇的混合溶剂洗涤三次，最后在55℃干燥箱中干燥12h得到原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂。95.对实施例15的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂进行线性扫描伏安、恒电流计时电位、高角环形暗场及且元素mapping成像、球差分析，结果与实施例1类似。96.实施例1697.室温下在含有80ml的乙二醇中加入42mg的tib2和341mg的十六烷基三甲基溴化铵，然后超声分散1h得到第一悬浊液；在搅拌下，将50mg氯铱酸加入第一悬浊液中，反应3h得到第二悬浊液；将第二悬浊液转移至油浴中于200℃反应3h得到第三悬浊液；待第三悬浊液冷却至室温后，离心分离，10000rpm，3min，然后用水和乙醇的混合溶剂洗涤三次，最后在55℃干燥箱中干燥12h得到原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂。98.对实施例16的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂进行线性扫描伏安、恒电流计时电位、高角环形暗场及且元素mapping成像、球差分析，结果与实施例1类似。99.实施例17100.室温下在含有80ml的乙二醇中加入42mg的tib2和341mg的十六烷基三甲基溴化铵，然后超声分散1h得到第一悬浊液；在搅拌下，将50mg氯铱酸加入第一悬浊液中，反应3h得到第二悬浊液；将第二悬浊液转移至油浴中于160℃反应6h得到第三悬浊液；待第三悬浊液冷却至室温后，离心分离，10000rpm，3min，然后用水和乙醇的混合溶剂洗涤三次，最后在55℃干燥箱中干燥12h得到原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂。101.对实施例17的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂进行线性扫描伏安、恒电流计时电位、高角环形暗场及且元素mapping成像、球差分析，结果与实施例1类似。102.实施例18103.室温下在含有80ml的乙二醇中加入42mg的tib2和341mg的十六烷基三甲基溴化铵，然后超声分散1h得到第一悬浊液；在搅拌下，将50mg氯铱酸加入第一悬浊液中，反应3h得到第二悬浊液；将第二悬浊液转移至油浴中于160℃反应3h得到第三悬浊液；待第三悬浊液冷却至室温后，离心分离，10000rpm，3min，然后用水和丙酮的混合溶剂洗涤三次，最后在55℃干燥箱中干燥12h得到原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂。104.对实施例18的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂进行线性扫描伏安、恒电流计时电位、高角环形暗场及且元素mapping成像、球差分析，结果与实施例1类似。105.实施例19106.室温下在含有80ml的乙二醇中加入42mg的tib2和341mg的十六烷基三甲基溴化铵，然后超声分散1h得到第一悬浊液；在搅拌下，将50mg氯铱酸加入第一悬浊液中，反应3h得到第二悬浊液；将第二悬浊液转移至油浴中于160℃反应3h得到第三悬浊液；待第三悬浊液冷却至室温后，离心分离，10000rpm，3min，然后用水和乙醇的混合溶剂洗涤三次，最后在80℃干燥箱中干燥12h得到原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂。107.对实施例19的原子级分散ti位点修饰的ir基质子交换膜水电解制氢阳极催化剂进行线性扫描伏安、恒电流计时电位、高角环形暗场及且元素mapping成像、球差分析，结果与实施例1类似。108.以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本
技术领域：
：的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。109.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。当前第1页12当前第1页12
技术特征：1.一种原子级分散的铱基复合材料的制备方法，包括以下步骤：a)将tib2和表面活性剂分散于溶剂中，得到第一悬浊液；所述溶剂为高沸点且具有还原性的溶剂；b)将所述第一悬浊液与铱前驱体混合，得到第二悬浊液；c)将所述第二悬浊液进行回流反应，得到第三悬浊液；d)将所述第三悬浊液离心分离、洗涤后干燥，得到原子级分散的铱基复合材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂选自十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵或聚乙烯吡咯烷酮；所述表面活性剂与所述铱前驱体的摩尔比为3:1～200:1。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述溶剂选自乙二醇，所述tib2与乙二醇的质量体积比为1mg：100ml～1mg：4ml。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铱前驱体选自氯铱酸、氯化铱、乙酰丙酮铱、醋酸铱、氯铱酸钾、氯铱酸钠、氧化铱、铱酸锶、铱酸钡、铱酸锂、铱酸钾和铱酸镨中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤c)中，所述回流反应为油浴回流反应，所述油浴反应的温度为100～200℃，时间为3～6h。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中，所述分散的时间为1～3h，步骤b)中，所述混合的时间为1～3h。7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述离心分离的转速为10000～30000rpm，时间为1～5min；所述洗涤的试剂为体积比为1:1的无水乙醇和丙酮中的一种或两种与水的混合溶剂，所述洗涤的次数为3～5次；所述干燥的温度为50～100℃，时间为12～24h。8.权利要求1～7任一项所述的制备方法所制备的原子级分散的铱基复合材料在水电解阳极析氧反应中的应用。
技术总结本发明提供了一种原子级分散的铱基复合材料的制备方法，包括以下步骤：A)将TiB2和表面活性剂分散于溶剂中，得到第一悬浊液；所述溶剂为高沸点且具有还原性的溶剂；B)将所述第一悬浊液与铱前驱体混合，得到第二悬浊液；C)将所述第二悬浊液进行回流反应，得到第三悬浊液；D)将所述第三悬浊液离心分离、洗涤后干燥，得到原子级分散的铱基复合材料。本发明提供铱基复合材料的制备方法简单，环境友好，适宜于大规模生产，并且Ti位点可实现原子级分散(单原子或者几个原子的小团簇)；同时，实验证明，采用本发明制备的铱基催化剂对水电解阳极析氧反应具有很高的活性和稳定性。氧反应具有很高的活性和稳定性。氧反应具有很高的活性和稳定性。
技术研发人员：邢巍 王意波 葛君杰 苏怡 刘长鹏 李晨阳 梁亮 金钊 刘世伟 侯帅 施兆平
受保护的技术使用者：中国科学院长春应用化学研究所
技术研发日：2022.01.18
技术公布日：2022/7/5
