单分散纳米氧化铱电催化剂的合成方法
氧化铱(IrO2)是当今新能源领域中不可或缺的重要材料，主要应用于固体聚合物电解质电解水(PEMWE)和可再生燃料电池(URFC)系统中。IrO2具有较高的化学稳定性和电化学稳定性，耐酸耐碱，耐电化学腐蚀，同时还具有较高的电催化活性，极化过电位较低，能量效果较高，由于这些特性使其成为PEMWE和URFC系统的优良电催化剂。在现有技术中IrO2电催化剂的合成多采用以下几种方法:(I)在T1、ΙΤ0, Si等基板上热分解铱的前驱体化合物，生成稳固的IrOjl，即形成DSA电极，作为阳极应用于电解、电镀等行业。但电极中的活性成分(IrO2)呈层状聚集状态，只有表面暴露部分发挥催化作用，而包藏在内层的11<)2则被浪费，因此其催化效率较低。尤其在当今领先的固体聚合物电解质电解技术和一体式可再生燃料电池中上述工艺技术难以被应用。(2)利用溅射技术制备IrCV薄膜或薄层，用作电解或电镀的阳极。显然催化剂的利用率也是很低的，并且也不能应用于PEMWE和URFC系统中。(3)在制备IrO2纳米粉体方面，多采用硝酸盐熔烧法，即Adams法。此法能批量制备纳米尺度的IrO2颗粒，但该方法中IrO2粒子的生长是随机进行的，不能调控，得到的产物粒径分布范围较宽，粒子形貌各异，造成催化活性的不稳定以及催化剂寿命的不均衡。总之，传统的制备方法所得到的IrO2，粒径分布不均匀，粒子形貌处于团聚态，粒子之间的空间排布不可控。从目前纳米材料的制备技术来看，制备单分散(均一粒径)的纳米粒子仍然是一个巨大的挑战，而要实现粒子的空间可控分布更是这一领域的技术难关。
一种单分散纳米氧化铱电催化剂的合成方法，经过的具体步骤为：（1）前驱体溶液在SBA-15分子筛孔道中的浸渍和灌注；（2）复合体的烧结与前驱体热分解；（3）SBA-15分子筛模板剂的移除。通过灌注、烧结、移除模板的工艺路线制备出单分散的IrO2纳米。本发明所制备的IrO2纳米粒子大小均一，粒径统一，实现了单分散合成；IrO2纳米粒子空间分布均匀，有利于提高催化剂比表面积和催化活性，也有利于液相传质；由于氧化铱粒径均一，并形成了均匀的空间网络结构，在电化学性能上表现出很高的催化活性和长期稳定性。