[发明专利]一种高孔率泡沫状MnO2催化材料及制备方法和应用

权利要求书

1.一种高孔率泡沫状MnO₂催化材料，其特征在于：该催化材料是在泡沫海绵为基底材料上镀金属铜膜获得的泡沫状铜网表面上负载MnO₂氧化膜的高孔率复合泡沫状结构，铜膜的厚度为15微米-20微米，MnO₂氧化膜的厚度为8-12微米，泡沫状催化材料的孔隙率为85-95％，比面积在12.6m²/m³-29.6m²/m³范围内根据实际需求可进行调整。

2.按照权利要求1所述的高孔率泡沫状MnO₂催化材料的制备方法，其特征在于：以泡沫海绵为基底材料，负载金属Cu首先形成泡沫状金属铜网，然后再在泡沫状铜网表面负载MnO₂镀层，具体步骤如下：

(1)基底材料的导电化处理；

(2)在基底材料上镀金属铜膜；

(3)热处理，将镀好的材料在700-850℃的真空炉或有氩气保护的气氛中进行热处理1-4小时，以去除网架中的有机泡沫成份，形成泡沫状铜网；

(4)在热处理后的泡沫状铜网表面镀Mn膜；

(5)氧化处理，在一个大气压下的普氧气氛中进行氧化处理得到负载Cu和MnO₂的高孔率泡沫状MnO₂催化材料，该催化材料的镀膜由泡沫状Cu网表面上复合MnO₂氧化物膜组成。

3.按照权利要求2所述的高孔率泡沫状MnO₂催化材料的制备方法，其特征在于所述的导电化处理步骤如下：

(1)将泡沫海绵材料首先敏化处理，敏化处理具体过程和工艺参数范围是：敏化液由氯化亚锡10-30g/L、质量浓度37％的盐酸40-50ml/L和蒸馏水余量配制而成，在室温下将样品放入敏化液中浸泡3-5分钟即可；

(2)取出水洗后再浸入含氧化剂的溶液中使基体表面形成活性的金属层，氧化剂的溶液成分为：硝酸银1.5-2.0g/L，氨水加至溶液透明和蒸馏水余量，在室温下将样品放入含上述氧化剂的溶液中浸泡10-20分钟；

(3)然后取化学镀铜溶液加蒸馏水稀释至其重量占10-30％，将上述处理后的材料在其中浸泡10-30秒后，不经水清洗在室温下直接入化学镀铜溶液中浸泡5-10分钟，镀取铜使泡沫海绵材料获得导电性；所述的化学镀铜溶液成分为：硫酸铜15-22g/L，氨基三甲叉磷酸40-60g/L，羟基乙叉二磷酸5-10g/L，质量浓度37％的甲醛水溶液10-30ml/L，氢氧化钠45-65g/L，2-氢硫基苯骈硫氮苯2-5ml/L和蒸馏水余量。

4.按照权利要求2所述的高孔率泡沫状MnO₂催化材料的制备方法，其特征在于：氧化处理温度为390-410℃，时间为1-4小时。

5.按照权利要求2所述的高孔率泡沫状MnO₂催化材料的制备方法，其特征在于：所述的镀金属铜膜采用电镀方法进行电镀铜，或者采用化学镀铜方法进行镀膜，Mn镀膜采用电镀法镀膜。

6.按照权利要求1所述的高孔率泡沫状MnO₂催化材料的应用，其特征在于：该高孔率泡沫状MnO₂催化材料应用到基于微处理器的紫外光度法臭氧分析仪，或者应用于碱锰电池。