System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种西兰花状MnWO4电催化剂及其制备方法与应用技术_技高网

一种西兰花状MnWO4电催化剂及其制备方法与应用技术

技术编号:43338865 阅读:0 留言:0更新日期:2024-11-15 20:34
本发明专利技术属于电化学应用领域,具体涉及一种西兰花状MnWO<subgt;4</subgt;电催化剂及其制备方法与应用。利用绿色材料多金属氧酸盐(POM)作为结构导向剂,在乙醇‑水体系下,以均苯三甲酸为连接剂,通过溶剂热法首次制备了西兰花状的MnWO<subgt;4</subgt;,并且通过调控锰盐的种类、反应温度、多酸盐的种类等条件可以实现对材料形貌的调控,制得的西兰花状MnWO<subgt;4</subgt;电催化剂具有良好的电子传输能力和优异的电催化性能,适用于多种电化学应用领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电化学应用领域,具体涉及一种西兰花状mnwo4电催化剂及其制备方法与应用。


技术介绍

1、公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解,而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、储能技术是推动世界能源清洁化和高效化,破解能源资源和环境约束,实现全球能源转型升级的核心技术之一。其中,电催化氧气还原反应(oxygen reduction reaction,orr)和析氧反应(oxygen evolution reaction,oer)是控制燃料电池和可逆金属-空气电池性能的关键反应。因而提高此类技术中所涉及到的关键反应的效率对上述技术的发展、推广具有重要意义,即探索制备高效电催化剂具有重要意义。

3、目前,基于氧化锰的催化剂越来越受欢迎,其催化活性可与基于pt组金属的催化剂相媲美。研究发现,锰氧化物催化剂的形状、结构和暴露面活性起着至关重要的作用。其中,mnwo4具有毒性低、易于合成、电导率高、稳定性好、催化、磁性和电化学特性突出等显著特点,是电催化和电化学应用的合适电极材料,被广泛应用于光纤、光致发光、湿度传感器、超级电容器、电化学传感器、电池和光催化等领域。

4、专利技术人研究发现,目前虽然有研究通过使用不同类型的合成方法,如模板法、表面活性剂辅助沉淀法和水热法等,制备出了具有各种形态的mnwo4,但是,大多数的制备方法需要毒性较大的有机溶剂或者表面活性剂,还需要精确的控制溶液ph,制备方法相对繁琐。


技术实现思路

1、针对上述存在的问题,本专利技术的目的在于提供一种西兰花状mnwo4电催化剂及其制备方法与应用。本专利技术利用绿色材料多金属氧酸盐(pom)作为结构导向剂,在乙醇-水体系下,以均苯三甲酸(h3btc)为连接剂,通过溶剂热法首次制备了西兰花状的mnwo4,具有良好的电子传输能力和优异的电催化性能,适用于多种电化学应用领域。

2、具体的,本专利技术提供如下技术方案:

3、本专利技术的第一方面,提供一种西兰花状mnwo4电催化剂的制备方法,包括如下步骤:

4、s1、将锰盐和多金属氧酸盐混合溶解于去离子水中,形成溶液a;

5、s2、连接剂溶解于有机溶剂中,形成溶液b;

6、s3、混合溶液a和溶液b,进行溶剂热反应,制备mnwo4前驱体;

7、s4、将mnwo4进行煅烧处理,得到西兰花状mnwo4。

8、优选的,所述锰盐、多金属氧酸盐、连接剂的摩尔比为2~3.5:0.02~0.05:1.5~2.5。

9、进一步优选的,所述锰盐、多金属氧酸盐、连接剂的摩尔比为3:0.04:2。

10、优选的,步骤s1中,所述锰盐选自mnso4、mncl2、kmno4、mn(ac)2中的一种或多种。

11、优选的,步骤s1中,所述多金属氧酸盐选自硅钨酸或磷钨酸及其它简单钨酸基多金属氧酸盐。

12、优选的,步骤s2中,所述连接剂是均苯三甲酸(h3btc)。

13、优选的,步骤s2中,所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、乙二醇中的一种或多种。

14、进一步优选的,所述有机溶剂为乙醇。

15、优选的,步骤s3中,所述反应的温度为125~180℃,时间为6h~30h。

16、优选的,步骤s3中,所述溶剂热反应后的产物用去离子水和乙醇洗涤,然后在真空干燥箱中干燥。

17、优选的,步骤s4中,所述煅烧温度为在600~800℃。

18、优选的,步骤s4中,所述煅烧是在惰性气氛中进行,所述惰性气氛为氢气、氮气、氩气中的一种或者多种组合。

19、本专利技术的第二方面,提供了一种西兰花状mnwo4电催化剂,通过第一方面所述的制备方法获得。

20、本专利技术的第三方面,提供第二方面所述西兰花状mnwo4电催化剂在制备可逆锌空电池中的应用。

21、本专利技术的一个或多个实施方式至少具有以下有益效果:

22、(1)本专利技术制备的西兰花状mnwo4电催化剂形貌规整且形态美观,具有较高的比表面积、良好的电子传输能力和优异的电催化性能,适用于多种电化学应用领域。

23、(2)本专利技术使用的制备方法产率高,产量大,所用试剂无毒,形貌调控参数简单高效,制备过程简单环保。

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【技术保护点】

1.一种西兰花状MnWO4电催化剂的制备方法,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述锰盐、多金属氧酸盐、连接剂的摩尔比为2~3.5:0.02~0.05:1.5~2.5;

3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S1中,所述锰盐选自MnSO4、MnCl2、KMnO4、Mn(Ac)2中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S1中,所述多金属氧酸盐选自硅钨酸或磷钨酸及其它简单钨酸基多金属氧酸盐。

5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S2中,所述连接剂是均苯三甲酸;所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、乙二醇中的一种或多种;优选的,所述有机溶剂为乙醇。

6.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S3中,所述反应的温度为125~180℃,时间为6h~30h;

7.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S4中,所述煅烧温度为在600~800℃。

8.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤S4中,所述煅烧是在惰性气氛中进行,所述惰性气氛为氢气、氮气、氩气中的一种或者多种组合。

9.一种西兰花状MnWO4电催化剂,其特征在于,通过权利要求1-8任一项所述的制备方法获得。

10.如权利要求1所述的西兰花状MnWO4电催化剂在制备可逆锌空电池中的应用。

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【技术特征摘要】

1.一种西兰花状mnwo4电催化剂的制备方法,包括如下步骤:

2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述锰盐、多金属氧酸盐、连接剂的摩尔比为2~3.5:0.02~0.05:1.5~2.5;

3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述锰盐选自mnso4、mncl2、kmno4、mn(ac)2中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s1中,所述多金属氧酸盐选自硅钨酸或磷钨酸及其它简单钨酸基多金属氧酸盐。

5.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤s2中,所述连接剂是均苯三甲酸;所述有机溶剂选自甲醇、乙醇、乙二醇中...

【专利技术属性】
技术研发人员:张双双李慧张瑞凤
申请(专利权)人:山东师范大学
类型:发明
国别省市:

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