CN106964344A - 三明治结构碳/MnO2/碳的制备方法 - Google Patents
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Abstract
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。
Description
技术领域
本发明涉及纳米材料生产技术领域。
背景技术
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。
发明内容
为了有效解决单一氧化锰导电性差的问题，本发明提出一种C/MnO2/C三明治结构材料的合成方法。
本发明包括以下步骤：
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/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（C/MnO2/C）。
本发明采用以上方法制备了粒径可控且具有高比表面，良好的催化活性和稳定性的三明治结构C/MnO2/C空心球。以聚苯乙烯（PS）球为硬模板，合成粒径均一的PS/PANI/MnO2复合材料，随后除去PS，得到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。
进一步地，本发明所述步骤1）中反应在70℃条件下进行，苯乙烯单体、甲基丙烯酸甲酯和过硫酸铵的投料比为1 mL∶0.15 mL∶0.1g。保持70℃下能够加快反应速率，适当的投料比能够很好的控制PS球的单分散性和粒径，使制成的聚苯乙烯（PS）球粒径均一，大小在250nm左右。
虽然磺化温度升高，反应速率增大，可以使PS磺化程度提高，但是磺化温度过高会导致PS交联，因此，本发明控制步骤2）中磺化反应在40℃下进行。
为了保证聚苯乙烯（PS）球能够都有效地磺化，所述步骤2）中聚苯乙烯球与浓硫酸的投料比为1 g∶10 mL。
所述步骤3）中磺化的聚苯乙烯、苯胺单体和过硫酸铵的投料比为0.13 g∶30 μL∶0.037 g。若加入苯胺单体量过少，则会导致聚苯胺（PANI）无法均匀包裹在聚苯乙烯（PS）表面；若加入苯胺单体量过多，则导致聚苯胺（PANI）过厚，影响氧还原反应催化性能。
所述步骤5）中，PS/MnO2/PANI去除PS球的具体处理方法是：将PS/MnO2/PANI和四氢呋喃的混合体系在室温下持续搅拌12 h，离心取其固相，用去离子水及无水乙醇洗净，得PANI/ MnO2。本发明采用聚苯乙烯（PS）球作为模板，去除聚苯乙烯（PS）球能够得到空心球结构，从而增大PANI/ MnO2的比表面积。
所述步骤6）中，PANI/MnO2中MnO2与苯胺单体投料比为0.65 mmol∶6～24 μL。本发明是利用PANI/MnO2外层的MnO2与苯胺单体发生氧化还原反应生成PANI/MnO2/PANI三明治结构产品，若苯胺量过少，则无法形成三明治结构，若苯胺单体过多，则MnO2会被消耗完，也无法形成三明治结构。
附图说明
图1是实施例1制备得到的三明治结构C/MnO2/C材料的TEM照片。
图2是实施例2制备得到的三明治结构C/MnO2/C材料的TEM照片。
图3是实施例3制备得到的三明治结构C/MnO2/C材料的TEM照片。
图4为不同催化剂催化氧还原反应的线性扫描伏安曲线图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明。
一、制备示例：
实施例1:
（1）聚苯乙烯（PS）球的合成：
向锥形瓶中加入去50 mL离子水，氮气脱气30 min钟后，向锥形瓶中加入5 mL苯乙烯单体和0.75 mL甲基丙烯酸甲酯，混合溶液进一步氮气脱气30 min后，加热至70℃后加入0.5g过硫酸铵（用1 mL去离子水溶解），保持该反应温度，持续搅拌反应12 h。然后冷却至室温。取反应的固相，用去离子水及无水乙醇洗净烘干，得聚苯乙烯（PS）球粉末。
（2）聚苯乙烯（PS）球的磺化：
取聚苯乙烯（PS）球粉末3 g ，加入去离子水超声分散，离心弃去上层清液后，向该湿润的PS球中加入30 mL浓硫酸，并将该体系保持40℃搅拌反应4 h。取得固相产物用无水乙醇洗净烘干，得磺化的PS球粉末。
（3）PS/PANI的合成：
取0.13g磺化的PS球粉末分散于15 mL去离子水中，向该溶液中加入30 μL 苯胺单体，并以稀盐酸溶液调整反应体系的pH为1.0，保持上述反应于0℃下搅拌2 h，向该溶液中加入0.037 g过硫酸铵，搅拌反应4 h后，取得反应出的固相，用去离子水及无水乙醇洗净，得PS/PANI。
将PS/PANI用去离子水分散成9 mL的PS/PANI分散液待用。
（4）PANI/MnO2的合成：
取PS/PANI分散液 4.5 mL，调整其pH至1～2后，加入45 mL去离子水，超声分散15 min后，向该反应液加入0.05 mol/L的KMnO4水溶液13 mL，搅拌反应4 h后，取得固相，用去离子水及无水乙醇洗净后烘干，得PS/PANI/MnO2粉末。
（5）PS球的去除：
搅拌条件下，将PS/PANI/MnO2粉末和四氢呋喃混合，然后超声分散，在室温下持续搅拌12 h，取得反应出的固相，用去离子水及无水乙醇洗净，得PANI/ MnO2。
将PANI/ MnO2用去离子水分散成20 mL的PANI/ MnO2分散液待用。
（6）C/MnO2 /C的合成：
取上述20 mL的PANI/ MnO2分散液，用1 M稀盐酸调节该反应溶液的pH为2左右，将该混合溶液超声15 min后，加入6 μL 苯胺单体，反应30 min后，用去离子水和乙醇洗净、再烘干，即得PANI/MnO2/PANI粉末。
将PANI/MnO2/PANI粉末置于坩埚中，在氮气保护下300℃煅烧6 h，即得三明治结构C/MnO2 /C粉末。
如图1所示的TEM形貌特征图可见：所得的三明治结构C/MnO2/C材料的最外层和内层苯胺单体的物质的量比1:5，根据所加入苯胺的量标记为C/MnO2/C(6)。
实施例2:
按实施例1中步骤（1）、（2）、（3）、（4）和（5）的方法，取得PANI/MnO2材料。
（6）C/MnO2 /C的合成：
取20 mL的PANI/ MnO2分散液，用1 M稀盐酸调节该反应溶液的pH为2左右，将该混合溶液超声15 min后，加入15 μL 苯胺单体，反应30 min后，用去离子水和乙醇洗净、再烘干，即可得PANI/MnO2/PANI粉末。
将PANI/MnO2/PANI粉末置于坩埚中，在氮气保护下300℃煅烧6 h，即得三明治结构C/MnO2 /C粉末，根据所加入苯胺的量标记为C/MnO2/C(15)。
如图2所示的TEM形貌特征图可见：所得的三明治结构C/MnO2/C材料的最外层和内层苯胺单体的物质的量比2.5:5。
实施例3:
按实施例1中步骤（1）、（2）、（3）、（4）和（5）的方法，取得PANI/MnO2材料。
（6）C/MnO2 /C的合成：
取20 mL的PANI/ MnO2分散液，用1 M稀盐酸调节该反应溶液的pH为2左右，将该混合溶液超声15 min后，加入24 μL 苯胺单体，反应30 min后，用去离子水和乙醇洗净、再烘干，即可得PANI/MnO2/PANI粉末。
将PANI/MnO2/PANI粉末置于坩埚中，在氮气保护下300℃煅烧6 h，即得三明治结构C/MnO2 /C粉末，根据所加入苯胺的量标记为C/MnO2/C(24)。
如图3所示的TEM形貌特征图可见：所得的三明治结构C/MnO2/C材料的最外层和内层苯胺单体的物质的量比4:5。
二、应用及效果验证：
取以上各例材料3 mg，与7 mg导电碳黑 Vulcan XC-72、50 μL 5wt%的Nafion溶液、950μL水与异丙醇的溶液混合后经超声分散，制备工作电极，测定氧还原反应电催化活性。
如图4所示，将 Pt/C 和300℃下煅烧所得C/MnO2以及C/MnO2/C催化剂在1600 rpm下的线性扫描极化曲线比较发现，当三明治结构C/MnO2/C材料中外层与内层苯胺物质的量比为2:5时，材料的极限电流密度最大，超过商业Pt/C催化剂，其初始电位也接近商业Pt/C催化剂。说明该三明治结构C/MnO2/C材料不仅具有独特的形貌结构，同时具有良好的氧还原电催化活性。
Claims (8)
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，其特征在于：所述步骤1）中反应在70℃条件下进行。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述步骤1）中苯乙烯单体、甲基丙烯酸甲酯和过硫酸铵的投料比为1 mL∶0.15 mL∶0.1g。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中反应在40℃条件下进行。
5.根据权利要求1或4所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2）中聚苯乙烯球与浓硫酸的投料比为1 g∶10 mL。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3）中磺化的聚苯乙烯、苯胺单体和过硫酸铵的投料比为0.13 g∶30 μL∶0.037 g。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤5）中，将PS/MnO2/PANI和四氢呋喃的混合体系在室温下持续搅拌12 h，离心取其固相，用去离子水及无水乙醇洗净，得PANI/ MnO2。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤6）中，PANI/MnO2中MnO2与苯胺单体投料比为0.65 mmol∶6～24 μL。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108598426A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-09-28 | 吉林大学 | 通过制备钴酸锰/氮掺杂碳/二氧化锰核壳结构提高其充放电容量的方法 |
| CN110611096A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-12-24 | 苏州科技大学 | 一种MnO/C复合材料及其制备方法和将其作为锂离子电池负极材料的应用 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102408712A (zh) * | 2011-09-22 | 2012-04-11 | 扬州大学 | 聚苯胺纳米纤维/二氧化锰纳米棒复合材料及其制备方法 |
| CN103920537A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-07-16 | 扬州大学 | 一种磁性聚苯胺基贵金属纳米催化剂的制备方法 |
| CN103920473A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-07-16 | 扬州大学 | 碳改性二氧化钛复合磁性纳米吸附剂的制备方法 |
-
2017
- 2017-04-29 CN CN201710297828.1A patent/CN106964344A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102408712A (zh) * | 2011-09-22 | 2012-04-11 | 扬州大学 | 聚苯胺纳米纤维/二氧化锰纳米棒复合材料及其制备方法 |
| CN103920537A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-07-16 | 扬州大学 | 一种磁性聚苯胺基贵金属纳米催化剂的制备方法 |
| CN103920473A (zh) * | 2014-04-28 | 2014-07-16 | 扬州大学 | 碳改性二氧化钛复合磁性纳米吸附剂的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 曹诗易: "炭化聚苯胺/锰氧化物复合材料的制备及氧还原电催化性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108598426A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-09-28 | 吉林大学 | 通过制备钴酸锰/氮掺杂碳/二氧化锰核壳结构提高其充放电容量的方法 |
| CN110611096A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-12-24 | 苏州科技大学 | 一种MnO/C复合材料及其制备方法和将其作为锂离子电池负极材料的应用 |
| CN110611096B (zh) * | 2019-09-19 | 2022-04-19 | 苏州科技大学 | 一种MnO/C复合材料及其制备方法和将其作为锂离子电池负极材料的应用 |
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