一种Mn掺杂RuO2纳米片状催化剂的制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种Mn掺杂RuO<subgt;2</subgt;纳米片状催化剂的制备方法与应用，涉及燃料电池技术领域。通过金属Ru<supgt;3+</supgt;与前驱体Mn(OH)<subgt;2</subgt;六边形纳米片之间的离子交换及高温热解策略制备了2D结构的Mn掺杂RuO<subgt;2</subgt;纳米片，制备方法高效可控、易操作、重复性强，通过赋予RuO<subgt;2</subgt;独特六边形纳米片形貌，充分暴漏出贵金属Ru原子活性位点，提升贵金属Ru原子利用率，并且2D六边形纳米片结构能够提供活性位点与电解液之间良好的接触界面，促进电子/离子传输效率；将本发明专利技术催化剂作为燃料电池正极ORR材料应用，在0.1MKOH的碱性环境下，其半波电位在0.81‑0.84V，具有类商业Pt/C催化剂性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及燃料电池正极材料制备，具体涉及一种mn掺杂ruo2纳米片状催化剂的制备方法与应用。

技术介绍

1、氧还原反应(orr)是燃料电池等新型能量存储和转换装置中的正极反应。然而，orr的电子传递复杂，导致其动力学速度慢，极大地阻碍了其在实际器件中的应用，目前，最有效的orr电催化剂，依然是铂(pt)基贵金属催化剂，其高昂的成本限制了在燃料电池等器件大规模商业化应用。

2、近年来，各类金属基催化剂被开发用于电化学器件，其中，而ruo2贵金属催化剂作为目前有效的电催化剂之一，价格仅为pt的十分之一，受到广泛的关注。目前，使用的ruo2催化剂主要以碳为载体负载金属钌盐煅烧制备，或着直接采用金属钌盐煅烧制备。

3、公开号为cn105006379a的中国专利文件，公开了一种二氧化钌纳米团簇/碳复合材料及其制备方法，通过配制钌前驱体溶液，加入还原剂获得分散于水中的钌纳米团簇，在将碳基材料分散其中，得到钌纳米团簇/碳复合材料，将所得复合材料在高温下煅烧，获得二氧化钌纳米团簇/碳复合材料。

4、公开号为cn115818740a的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种Mn掺杂RuO2纳米片状催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述Mn掺杂RuO2纳米片状催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，高锰酸钾水溶液的浓度为5-10g/L，高锰酸钾与水合肼的质量比为1:2.5~5；水热反应温度为150-200℃，水热反应时间12h；干燥采用真空冷冻干燥。

3.根据权利要求1所述Mn掺杂RuO2纳米片状催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，溶剂为去离子水或甲醇或乙醇中的一种；金属钌盐为三氯化钌或醋酸钌或羰基氯化钌中的一种；2D结构Mn(OH)2六边形纳米片、金属钌盐、溶剂比例为1g:0...

【技术特征摘要】

1.一种mn掺杂ruo2纳米片状催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述mn掺杂ruo2纳米片状催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，高锰酸钾水溶液的浓度为5-10g/l，高锰酸钾与水合肼的质量比为1:2.5~5；水热反应温度为150-200℃，水热反应时间12h；干燥采用真空冷冻干燥。

3.根据权利要求1所述mn掺杂ruo2纳米片状催化剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，溶...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇龙，李文豪，邓一猛，宋姣姣，王琳琳，耿德敏，朱荣振，刘建路，
申请(专利权)人：山东海化集团有限公司，
类型：发明
国别省市：