[发明专利]一种具有动态SnO2

权利要求书

1.一种具有动态SnO₂-Sb催化层的膜电极，其特征在于，所述膜电极为微孔基底和磁性SnO₂-Sb颗粒形成的催化层，所述催化层通过外加磁场结合在所述微孔基底上；所述微孔基底上具有5～50μm孔径的膜孔，所述磁性SnO₂-Sb颗粒具有大于所述膜孔的粒径；所述催化层磁性SnO₂-Sb颗粒主体尺寸是膜孔径尺寸的1.2～2.5倍。

2.根据权利要求1所述的具有动态SnO₂-Sb催化层的膜电极，其特征在于，所述催化层磁性SnO₂-Sb颗粒尺寸是膜孔径尺寸的1.5～2.0倍。

3.根据权利要求1所述的具有动态SnO₂-Sb催化层的膜电极，其特征在于，所述磁性SnO₂-Sb颗粒为SnO₂-Sb与纳米磁性小球形成的复合颗粒，所述磁性SnO₂-Sb颗粒的负载量为5～75mg/cm²。

4.一种权利要求1～3中任意一项所述的具有动态SnO₂-Sb催化层的膜电极的制备方法，其特征在于，包括：先将磁性SnO₂-Sb颗粒通过过滤形式负载到微孔基底上形成催化层，再通过外加磁场使所述催化层固定在所述微孔基底上，形成具有动态催化层的膜电极作为阳极。

5.根据权利要求4所述的具有动态SnO₂-Sb催化层的膜电极的制备方法，其特征在于，所述磁性SnO₂-Sb颗粒的制备步骤包括：

S1制备二氧化锡掺锑凝胶；

S2制备Sn-Sb前驱体溶液；

S3将步骤S1制备成的二氧化锡掺锑凝胶粉末与纳米四氧化三铁小球在Sn-Sb前驱体溶液中混匀得到混合溶液；加热蒸发、灼烧、研磨，得到磁性SnO₂-Sb复合颗粒。

6.根据权利要求5所述的具有动态SnO₂-Sb催化层的膜电极的制备方法，其特征在于，所述磁性SnO₂-Sb颗粒的制备步骤具体包括：

S1二氧化锡掺锑凝胶的制备

首先将SnCl₄·5H₂O的乙醇溶液与NH₄F的水溶液、SbCl₃的盐酸溶液混合；将环氧丙烷的乙醇溶液溶于上述混合液体中，加热形成白色凝胶；再向白色凝胶中加入硅酸四乙酯的乙醇溶液，放置、超声，将凝胶用正己烷进行洗涤、干燥后放入马弗炉中加热；将得到的二氧化锡掺锑凝胶进行研磨、过筛，得到二氧化锡掺锑凝胶粉末；

S2 Sn-Sb前驱体溶液的制备

将柠檬酸：乙二醇：SnCl₄·5H₂O：SbCl₃按比例配制成为Sn-Sb前驱体溶液；

S3磁性SnO₂-Sb颗粒的制备

将四氧化三铁纳米小球与二氧化锡掺锑凝胶粉末按比例混合；将Sn-Sb前驱体溶液加入混合粉末中混合均匀得到混合溶液；加热使混合溶液中的溶剂蒸发，形成黑色团块，再放入马弗炉中进行煅烧，最后进行研磨、过筛、酸浸、洗涤烘干得到磁性SnO₂-Sb复合颗粒。

7.根据权利要求6所述的具有动态SnO₂-Sb催化层的膜电极的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中纳米四氧化三铁小球尺寸为50～200nm，二氧化锡掺锑凝胶粉末的尺寸为10～50μm；

和/或所述步骤S3中纳米四氧化三铁小球与二氧化锡掺锑凝胶粉末的质量比为1:(1～3)；

和/或所述步骤S3中Sn-Sb前驱体溶液与混合粉末的配比为每10～30mL前驱体溶液加混合粉末10g；

和/或所述步骤S3中煅烧温度为350～550℃，升温速率为1.5～5℃/min，烧结时间0.5～2h；

和/或所述步骤S3中过筛孔径为200～800目，酸浸采用5％～10％硫酸、盐酸或硝酸溶液。