[发明专利]使用碳负载MnOX的复合材料电解分解水有效

专利信息
申请号: 201380011533.3 申请日: 2013-02-28
公开(公告)号: CN104136661B 公开(公告)日: 2017-12-19
发明(设计)人: R·施勒格尔;K·麦琪;M·贝伦斯;J·P·泰索尼耶;A·伯格曼;P·斯特拉瑟 申请(专利权)人: 德国马普弗利兹-哈伯无机化学研究所
主分类号: C25B1/04 分类号: C25B1/04;C25B11/04;B01J23/34;B01J37/02;B01J37/08;B82Y30/00;B01J37/03
代理公司: 北京林达刘知识产权代理事务所(普通合伙)11277 代理人: 刘新宇,李茂家
地址: 德国*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 使用 负载 mno sub 复合材料 电解 分解
【权利要求书】:

1.一种电解分解水的方法,其使用包含碳基载体和锰氧化物MnOX的复合材料,

其中,所述方法具有pH值在4.5-8.5范围内的电解质的中性电解质条件,

所述锰氧化物MnOX具有氧化态为+III的Mn与氧化态为+IV的Mn的混合态的氧化态,或者具有氧化态为+II的Mn与氧化态为+III的Mn的混合态的氧化态,

所述MnOX是纳米颗粒。

2.根据权利要求1所述的方法,其中所述MnOX均匀分散和沉积在所述碳基载体上。

3.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述碳基载体是碳纳米管CNT。

4.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述复合材料是可通过浸渍法或者对称歧化沉淀法得到的。

5.根据权利要求3所述的方法,其中所述复合材料是可通过浸渍法或者对称歧化沉淀法得到的。

6.根据权利要求4所述的方法,其中所述浸渍法包括:步骤(a)为碳基载体提供锰氧化物前体,(b)干燥和(c)煅烧,并且所述对称歧化沉淀法进一步包括在步骤(a)和(b)之间的步骤(a1)添加对称歧化沉淀剂。

7.根据权利要求5所述的方法,其中所述浸渍法包括:步骤(a)为碳基载体提供锰氧化物前体,(b)干燥和(c)煅烧,并且所述对称歧化沉淀法进一步包括在步骤(a)和(b)之间的步骤(a1)添加对称歧化沉淀剂。

8.根据权利要求6或7所述的方法,其中所述锰氧化物前体是氧化态为+II的锰的盐并且所述对称歧化沉淀剂是氧化态为+VII的锰的盐。

9.根据权利要求6或7所述的方法,其中步骤(b)在低于100℃的温度下进行。

10.根据权利要求8所述的方法,其中步骤(b)在低于100℃的温度下进行。

11.根据权利要求6或7所述的方法,其进一步包括在步骤(a)之前官能化所述碳基载体以产生用于所述锰氧化物前体的连接基团的步骤。

12.根据权利要求8所述的方法,其进一步包括在步骤(a)之前官能化所述碳基载体以产生用于所述锰氧化物前体的连接基团的步骤。

13.根据权利要求9所述的方法,其进一步包括在步骤(a)之前官能化所述碳基载体以产生用于所述锰氧化物前体的连接基团的步骤。

14.根据权利要求10所述的方法,其进一步包括在步骤(a)之前官能化所述碳基载体以产生用于所述锰氧化物前体的连接基团的步骤。

15.根据权利要求1、2、5-7、10和12-14任一项所述的方法,所述电解质任选地是废水、海水和/或淡水,并且其中所述复合材料被用作析氧电极。

16.根据权利要求3所述的方法,所述电解质任选地是废水、海水和/或淡水,并且其中所述复合材料被用作析氧电极。

17.根据权利要求4所述的方法,所述电解质任选地是废水、海水和/或淡水,并且其中所述复合材料被用作析氧电极。

18.根据权利要求8所述的方法,所述电解质任选地是废水、海水和/或淡水,并且其中所述复合材料被用作析氧电极。

19.根据权利要求9所述的方法,所述电解质任选地是废水、海水和/或淡水,并且其中所述复合材料被用作析氧电极。

20.根据权利要求11所述的方法,所述电解质任选地是废水、海水和/或淡水,并且其中所述复合材料被用作析氧电极。

21.一种制备复合材料的方法,所述复合材料任选地根据权利要求1至20任一项使用,所述方法包括以下步骤:

(a)为碳基载体提供锰氧化物前体的溶液,

(b)在20-80℃的温度下干燥所得的产物,和

(c)煅烧步骤(b)的产物,

所述复合材料包含具有氧化态为+III的Mn与氧化态为+IV的Mn的混合态的氧化态的纳米颗粒锰氧化物,或者包含具有选自氧化态为+II的Mn与氧化态为+III的Mn的混合态的氧化态的纳米颗粒锰氧化物。

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