[发明专利]一种镧钴锰碳纳米管双功能复合催化剂及其制备和应用

权利要求书

1.一种镧钴锰碳纳米管双功能复合催化剂，其特征在于：所述双功能复合催化剂包括碳纳米 管、氧化钴、氧化镧和二氧化锰。

2.根据权利要求1所述的一种镧钴锰碳纳米管双功能复合催化剂，其特征在于：所述二氧化 锰为管状，长度在1-3μm，内径在7-10nm；氧化钴为直径10-30nm的纳米颗粒，表面有 空隙；氧化镧为200-600nm的纳米棒，长度在0.2～0.5μm；碳纳米管的直径为10nm，长 度为3-10μm。

3.一种如权利要求1、2任一所述的镧钴锰碳纳米管双功能复合催化剂的制备方法，包括：

(1)室温下将浓盐酸加入搅拌的高锰酸钾溶液中，继续搅拌直至混合均匀，将所得的混合 液转移至高压釜中135-145℃下水热法反应10-14h，冷却至室温，洗涤，干燥，得到 二氧化锰前驱体；

(2)分别称取质量比为:0.2：0.16～0.4:0.1：0～0.05的硝酸镧、硝酸钴、二氧化锰前驱体以及 碳纳米管，溶解于氨水中，超声分散，然后转移至高压釜在140-160℃水热反应3-6小 时，冷却至室温，清洗，干燥；煅烧，降温，研磨，即得双功能催化剂。

4.根据权利要求3所述的一种镧钴锰碳纳米管双功能复合催化剂的制备方法，其特征在于： 所述步骤(1)中高锰酸钾溶液中高锰酸钾和水的质量比为1-2:100；高锰酸钾溶液和浓盐 酸的比例为50-51g：2mL。

5.根据权利要求3所述的一种镧钴锰碳纳米管双功能复合催化剂的制备方法，其特征在于： 所述步骤(1)中洗涤为：分别用乙醇和去离子水洗涤3-5次；干燥为60-80℃干燥12-24h。

6.根据权利要求3所述的一种镧钴锰碳纳米管双功能复合催化剂的制备方法，其特征在于： 所述步骤(2)中二氧化锰前驱体和氨水的比例为0.1g：10-15mL；氨水的浓度为1-1.5mol/L。

7.根据权利要求3所述的一种镧钴锰碳纳米管双功能复合催化剂的制备方法，其特征在于： 所述步骤(2)中超声分散的时间为0.5-2h。

8.根据权利要求3所述的一种镧钴锰碳纳米管双功能复合催化剂的制备方法，其特征在于： 所述步骤(2)中清洗为去离子水清洗3-5次；干燥为50-70℃干燥6-10h；煅烧为：200-500 ℃下在马弗炉中煅烧0.5-1.5h。

9.一种如权利要求1-2任一所述的镧钴锰碳纳米管双功能复合催化剂的应用，其特征在于： 双功能催化剂在制备金属空气电池的空气电极中的应用。

10.根据权利要求9所述的一种镧钴锰碳纳米管双功能复合催化剂的应用，其特征在于：所述 金属空气电池为锌-空电池、铝-空电池或镁-空电池。