[发明专利]一种改性二氧化锰催化剂及改性二氧化锰催化剂电极和制备方法

权利要求书

1.一种改性二氧化锰催化剂，其特征在于，由同时掺杂有氟离子和金属离子的纳米二氧化锰负载在同时具有金红石晶体结构和氧缺位结构的金属氧化物载体上构成；所述的金属离子为铌离子、铋离子、锡离子、铈离子、镧离子、钴离子、银离子、镍离子、铂离子、钽离子、钌离子、铱离子、锑离子中的至少一种。

2.如权利要求1所述的改性二氧化锰催化剂，其特征在于，所述的同时掺杂有氟离子和金属离子的纳米二氧化锰中锰:掺杂金属:氟的摩尔比为20:0.1～20:1～35。

3.如权利要求1所述的改性二氧化锰催化剂，其特征在于，所述的同时具有金红石晶体结构和氧缺位结构的金属氧化物载体为亚氧化钛或二氧化铅。

4.如权利要求3所述的改性二氧化锰催化剂，其特征在于，所述的亚氧化钛中Ti₄O₇和Ti₅O₉总含量不低于60％，且Ti₄O₇含量不低于40％。

5.一种改性二氧化锰催化剂电极，其特征在于，由下至上依次为导电基体、耐腐蚀导电层和改性二氧化锰催化剂层；所述的改性二氧化锰催化剂层由同时掺杂有氟离子和金属离子的纳米二氧化锰构成；所述的耐腐蚀导电层由同时具有金红石晶体结构和氧缺位结构的金属氧化物构成；所述的金属离子为铌离子、铋离子、锡离子、铈离子、镧离子、钴离子、银离子、镍离子、铂离子、钽离子、钌离子、铱离子、锑离子中的至少一种。

6.如权利要求5所述的改性二氧化锰催化剂电极，其特征在于，所述的改性二氧化锰催化剂中锰:掺杂金属:氟的摩尔比为20:0.1～20:1～35。

7.如权利要求5所述的改性二氧化锰催化剂电极，其特征在于，所述的同时具有金红石晶体结构和氧缺位结构的金属氧化物为亚氧化钛或二氧化铅。

8.如权利要求7所述的改性二氧化锰催化剂电极，其特征在于，所述的亚氧化钛中Ti₄O₇和Ti₅O₉总含量不低于60％，且Ti₄O₇含量不低于40％。

9.如权利要求5～8任一项所述的改性二氧化锰催化剂电极，其特征在于，所述的导电基体为阀型金属钛或钛合金。

10.制备权利要求1～4任一项所述的改性二氧化锰催化剂的方法，其特征在于，在锰盐溶液中先加入氟源，混合均匀后，再加入金属盐溶液，进一步混合均匀，得到混合溶液，在所得混合溶液加入同时具有金红石晶体结构和氧缺位结构的金属氧化物载体，搅拌分散，得到浆料；所得浆料经干燥后，置于300～600℃温度下煅烧，即得改性二氧化锰催化剂粉末；所述的金属盐溶液为铌、铋、锡、铈、镧、钴、银、镍、铂、钽、钌、铱、锑中的至少一种的可溶性盐溶液。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，在300～600℃温度下煅烧的时间为0.5～2h。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，按固液质量比10:5～50在混合溶液加入同时具有金红石晶体结构和氧缺位结构的金属氧化物载体。