三明治结构碳/MnO2/碳的制备方法技术

三明治结构碳/MnO2/碳的制备方法，涉及纳米材料生产技术领域。以聚苯乙烯球为硬模板，合成粒径均一的PS/PANI/MnO2复合材料，除去PS，得PANI/MnO2，再通过MnO2氧化苯胺形成夹心的PANI/MnO2/PANI结构，在N2保护下，煅烧得到碳锰复合材料C/MnO2/C。碳材料与MnO2复合解决了MnO2导电性差和活性位点少等缺点，进一步提升了材料的氧还原反应电催化活性。此外控制煅烧温度，亦可以使MnO2由无定型转变为催化活性良好的α‑MnO2。

Method for preparing sandwich structure carbon /MnO2/ carbon

The invention relates to a preparation method of sandwich structure carbon /MnO2/ carbon, relating to the field of nanometer material production technology. Using polystyrene spheres as hard templates, synthesis of uniform size of PS/PANI/MnO2 composite materials, the removal of PS, PANI/MnO2, and MnO2 by oxidation of aniline to form the PANI/MnO2/PANI structure of the sandwich, under the protection of N2, calcined carbon manganese composite material C/MnO2/C. The combination of carbon material and MnO2 solves the shortcomings of poor conductivity and active sites of MnO2, and further improves the electrocatalytic activity of oxygen reduction reaction. In addition, control of calcination temperature, also can make MnO2 from amorphous into good catalytic activity of alpha MnO2.

【技术实现步骤摘要】
三明治结构碳/MnO2/碳的制备方法
本专利技术涉及纳米材料生产

技术介绍
近年来氧还原电催化剂一直是人们研究的焦点之一。过渡金属锰氧化物储量丰富，价格低廉，环境友好，MnO2在空气及碱性燃料电池中有着良好的电催化活性及稳定性，但是MnO2因其导电性差，易团聚的特点发展受到限制。炭化的PANI材料可以形成N-掺杂的导电性良好的碳材料，杂原子的掺杂可以有效的提高材料的活性位点产生。
技术实现思路
为了有效解决单一氧化锰导电性差的问题，本专利技术提出一种C/MnO2/C三明治结构材料的合成方法。本专利技术包括以下步骤：1）无氧的条件下，将去离子水、苯乙烯单体、甲基丙烯酸甲酯和过硫酸铵混合加热反应，得聚苯乙烯（PS）球；2）将聚苯乙烯（PS）球以去离子水湿润后与浓硫酸混合进行反应，得磺化的聚苯乙烯；3）将磺化的聚苯乙烯水分散剂与苯胺单体混合，在反应体系的pH为1.0、反应温度为0℃的条件下，加入过硫酸铵搅拌反应，得PS/聚苯胺（PS/PANI）；4）超声条件下，将PS/聚苯胺（PS/PANI）分散于去离子水中，调整pH至1～2后与KMnO4水溶液混合进行反应，得PS/PANI/MnO本文档来自技高网...

【技术保护点】
三明治结构碳/MnO2/碳的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）无氧的条件下，将去离子水、苯乙烯单体、甲基丙烯酸甲酯和过硫酸铵混合加热反应，得聚苯乙烯球；2）将聚苯乙烯球以去离子水湿润后与浓硫酸混合进行反应，得磺化的聚苯乙烯；3）将磺化的聚苯乙烯水分散剂与苯胺单体混合，在反应体系的pH为1.0、反应温度为0℃的条件下，加入过硫酸铵搅拌反应，得PS/聚苯胺；4）超声条件下，将PS/聚苯胺分散于去离子水中，调整pH至1～2后与KMnO4水溶液混合进行反应，得PS/PANI/MnO2；5）超声条件下，先将PS/PANI/MnO2分散于四氢呋喃溶剂，然后搅拌去除聚苯乙烯，取得PANI/MnO2；6）...

【技术特征摘要】
1.三明治结构碳/MnO2/碳的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）无氧的条件下，将去离子水、苯乙烯单体、甲基丙烯酸甲酯和过硫酸铵混合加热反应，得聚苯乙烯球；2）将聚苯乙烯球以去离子水湿润后与浓硫酸混合进行反应，得磺化的聚苯乙烯；3）将磺化的聚苯乙烯水分散剂与苯胺单体混合，在反应体系的pH为1.0、反应温度为0℃的条件下，加入过硫酸铵搅拌反应，得PS/聚苯胺；4）超声条件下，将PS/聚苯胺分散于去离子水中，调整pH至1～2后与KMnO4水溶液混合进行反应，得PS/PANI/MnO2；5）超声条件下，先将PS/PANI/MnO2分散于四氢呋喃溶剂，然后搅拌去除聚苯乙烯，取得PANI/MnO2；6）超声条件下，将PANI/MnO2分散于去离子水中，调节pH为2后，加入苯胺单体进行反应，得PANI/MnO2/PANI；7）将PANI/MnO2/PANI置于坩埚中，在氮气保护下300℃煅烧，即得三明治结构碳/MnO2/碳。2.根据权利要求1所述的制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩杰，李亚男，郭荣，
申请(专利权)人：扬州大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32