[发明专利]一种氧还原和析氧双效电催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种氧还原和析氧双效电催化剂，其特征在于，所述的催化剂是以钴锰水滑石为前驱体，经高温焙烧后得到片状Co3O4和Co2MnO4的复合纳米材料，Co2MnO4和Co3O4物质的量的比为1.5～3，片的直径为50～80 nm。

2.一种权利要求1所述的氧还原和析氧双效电催化剂的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：

A、钴锰水滑石前驱体的制备：取Co(NO₃)₂·6H₂O和Mn(NO₃)₂溶解在去离子水中配成混合盐溶液，其中Co²⁺的浓度为0.15～0.3 mol/L，Co²⁺与Mn²⁺物质的量的比为3～4；然后再称取NaOH和Na₂CO₃溶解在去离子水中配成混合碱溶液，其中n(NaOH)/[n(Co²⁺)+n(Mn²⁺)] = 1.5～2，n(Na₂CO₃)/n(Mn²⁺) = 2～2.5，n(NaOH)、n(Co²⁺)、n(Mn²⁺)、n(Na₂CO₃)分别为NaOH、Co²⁺、Mn²⁺、Na₂CO₃的物质的量；将上述两种溶液同时倒入胶体磨中反应1～2分钟，所得的浆液在30～60 oC下水浴晶化5 ～12小时，得到钴锰水滑石前驱体浆液，离心洗涤至pH = 7～8，在50～80 oC下干燥12～24小时，研磨后得到钴锰水滑石纳米粒子粉末；

B、将步骤A得到的钴锰水滑石在400～600 oC的马弗炉中焙烧3～6小时，焙烧工艺为：马弗炉起始温度为20～30 oC，然后以5～10 oC/分钟的升温速率程序升温至400～600 oC，然后再保持3～6小时，之后自然冷却至室温取出，得到了Co₃O₄和Co₂MnO₄复合纳米材料。

3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤A所述的钴锰水滑石前驱体的化学通式为：[M²⁺_1-xM³⁺_x(OH)₂]^x+(A^n-_x/n)·mH₂O，其中，主体层板二价金属阳离子M²⁺为Co²⁺，三价金属阳离子M³⁺为Mn³⁺，1-x和x分别为+2价和+3价金属离子的摩尔分数，且0.2 ≤ x ≤ 0.25，A^n-为水滑石层间阴离子CO₃^2-，m为层间结晶水分子数。