[发明专利]一种适于电催化水氧化的锰氧化物/金属卟啉复合层状夹心纳米材料

权利要求书

1.一种应用于电催化水氧化的锰氧化物/金属卟啉复合层状夹心纳米催化剂的制备方法，其特征包括以下步骤：(1)将无机锰盐和络合剂溶于去离子水中，缓慢加入无机碱并搅拌，得到高纯水钠锰矿型δ-MnO₂；(2)先将制备好的水钠锰矿型δ-MnO₂放入酸性溶液中搅拌，抽滤，干燥，研磨，制备出不含碱金属的δ-MnO₂；再将产物分散到碱性溶液中，搅拌，离心，干燥，得到层片剥离的δ-MnO₂；(3)将单层片的δ-MnO₂加入到一定浓度的5,10,15,20-四(4-氨基苯基)锰卟啉溶液中搅拌反应，即得到重新自组装的、金属卟啉插层的、层状夹心的锰氧化物/金属卟啉复合纳米催化剂。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于,所述(1)的无机锰盐为MnSO₄·H₂O，MnCl₂，Mn(NO₃)₂；络合剂为EDTA-2Na，EDTA，柠檬酸三钠；无机碱为NaOH，LiOH，KOH。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于,所述(2)中的酸性溶液，是指硝酸、硫酸、盐酸等质子酸的单组份或多组分混合物，其H⁺浓度为0.1-10mol/L，搅拌温度为15-45℃，搅拌时间为5-20h。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述(2)中的碱性溶液，是指氢氧化铵、四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵、三乙醇胺等碱的单组份或多组分混合物，浓度为0.01-5mol/L的水溶液，搅拌温度为10-50℃，搅拌时间为6-120h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于,加入的5,10,15,20-四(4-氨基苯基)锰卟啉与δ-MnO₂的物质量之比为(0.1-1):1；搅拌温度为10-60℃，搅拌时间为2-48h；在电荷力及氨基与锰离子配位作用力的驱动下，单层片δ-MnO₂与金属卟啉自动夹层组装成三明治型的纳米复合物。

6.根据权利要求1所述方法制得的锰氧化物/金属卟啉复合纳米催化材料，其特征在于，应用于阳极析氧材料时，相比δ-MnO₂展现出了更优越的催化水氧化性能，在线性扫描伏安法测试中，电流为5mA cm^-2时，电势大小为V＝0.91；计时电流测试中，复合催化材料在4000s内表现出了优秀的稳定性。