[发明专利]一种多孔MnCo2O4及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种多孔MnCo₂O₄及其制备方法和应用，该制备方法包括：1)将金属盐、表面活性剂、乙醇、水进行混合以制得混合溶液；2)将混合溶液进行热分解并收集产物；3)将产物依次经过水和乙醇洗涤，然后于空气中煅烧制得多孔MnCo₂O₄；其中，金属盐含有可溶性锰盐和可溶性钴盐。该多孔MnCo₂O₄对ORR与OER均具有优异的催化性能，同时制备方法简单，原料易得。

技术领域

本发明涉及纳米金属氧化物，具体地，涉及一种多孔MnCo₂O₄及其制备方法和应用。

背景技术

目前，社会的发展仍然离不开矿物燃料。矿物燃料的有限性以及导致的环境污染等问题，刺激人们去开发清洁、可持续发展的能量转换和储能系统。 O₂电化学的研究对推动这种系统的发展发挥着重要作用，如何提高氧气还原 (ORR)和析氧反应(OER)显得尤其重要。目前只要有以下几种方式催化氧气还原(ORR)和析氧反应(OER)：1)利用金属铂：虽然Pt类催化剂对ORR 具有高效的催化性，但OER催化性能差强人意。2)利用氧化钌、氧化铱：氧化钌、氧化铱是最好的OER催化剂，但它们的ORR性能不如Pt。3)利用Pt/Ru/Ir合金：虽然有人将Pt、Ru、Ir结合在一起制备了合金，双功能性能较好，但稳定性较差。另外，贵金属催化剂的量少、价格昂贵等原因，不能广泛得到应用。

最近，碳化物材料被广泛地研究于氧气还原(ORR)和析氧反应(OER)，虽然此类材料双功能性质较好，但是合成温度较高(至少800℃)。

发明内容

本发明的目的是提供一种多孔MnCo₂O₄及其制备方法和应用，该多孔 MnCo₂O₄对ORR与OER均具有优异的催化性能，同时制备方法简单，原料易得。

为了实现上述目的，本发明提供了一种多孔MnCo₂O₄，该多孔MnCo₂O₄的粒径为30-50nm，比表面积为20-32m²/g。

本发明还提供了一种上述的多孔MnCo₂O₄的制备方法，包括：

1)将金属盐、表面活性剂、乙醇、水进行混合以制得混合溶液；

2)将混合溶液进行热分解并收集产物；

3)将产物依次经过水和乙醇洗涤，然后于空气中煅烧制得多孔 MnCo₂O₄；

其中，金属盐含有可溶性锰盐和可溶性钴盐；优选硝酸钴和硝酸锰。

本发明进一步提供了一种如上述的多孔MnCo₂O₄在氧气还原和析氧反应中的应用。

通过上述技术方案，本发明通过将可溶性锰盐、可溶性钴盐于表面活性剂、乙醇和水组成的体系中进行热分解，然后洗涤和煅烧便可制得能够同时对ORR与OER具有催化性能的双功能催化剂。该制备方法步骤简便，原料易得进而使得该多孔MnCo₂O₄能够广泛地应用到ORR与OER中。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：