[发明专利]一种钴锰系尖晶石纳米材料及其制备方法和应用

摘要

一种钴锰系尖晶石纳米材料，化学通式Co3‑xMnxO4，式中1≤x≤2，包括立方相纳米颗粒和四方相纳米颗粒，纳米颗粒的粒径为5‑15nm，Co与Mn元素的摩尔比为0.4‑2.21；其制备方法是在常压空气气氛下通过氧化沉淀，嵌入结晶两步法实现对晶相和组成的调控，从而得到钴锰系尖晶石型纳米材料。本发明的优点是该制备方法简便快速，在温和条件下进行，能耗较小；制备的钴锰系尖晶石为超细纳米晶，具有大的比表面积、丰富的缺陷活性位和多孔结构，不仅增大了电极表面气液固三相界面的接触，还为物质传输提供了良好的输运通道，有效地提高了其电催化活性，为开发燃料电池、金属空气电池电催化等具有重要意义。

主权项

一种钴锰系尖晶石纳米材料，其化学通式Co3‑xMnxO4，式中1≤x≤2，包括立方相纳米颗粒和四方相纳米颗粒，纳米颗粒的粒径为5‑15nm，Co与Mn元素的摩尔比为0.4‑2.2:1；其特征在于制备方法是在常压空气气氛下通过氧化沉淀，嵌入结晶两步法实现对晶相和组成的调控，从而得到钴锰系尖晶石型纳米材料，包括下述步骤；1)将浓度为13.3‑14.8mol/L的氨水滴加入浓度为0.1‑0.4mol/L的金属钴盐溶液中，金属钴盐与氨的摩尔比为1：8.3‑16.6，在空气气氛下室温搅拌60‑120min，得到混合液a；2)磁力搅拌下，向上述混合液a中滴加浓度为0.1‑0.4mol/L金属锰盐溶液，金属锰盐与金属钴盐的摩尔比为2‑1:1，滴加完毕后继续搅拌60‑120min，得到混合液b；3)将上述混合液b温度升高到180‑200℃并保持40‑60min，然后蒸干溶剂以使金属钴盐、金属锰盐完全分解并结晶，制得钴锰系尖晶石纳米材料。