一类锰系尖晶石纳米材料及其制备方法和应用

摘要

一类锰系尖晶石纳米材料，包括CoxMn3-xO4、MgMn2O4、Mn3O4纳米颗粒、ZnMn2O4空心纳米球、空心微米球或纳米片，其制备方法是在常温下通过还原剂将MnO2还原而制得；该材料可构成三电极体系用于其氧还原性能的测试，即以该纳米材料作为工作电极、以Pt片作为对电极、以饱和的氯化钾Ag/AgCl作为参比电极、以KOH溶液为电解液构成的三电极体系。本发明的优点是反应过程在室温下进行，能源消耗少；该纳米材料，具有大的比表面积，可增大活性物质与氧气、电解液的接触；作为电催化剂应用具有较高的电催化效率，在尖晶石氧化物纳米材料制备及金属空气电池、燃料电池电催化等领域具有重要价值和现实意义。

主权项

一类锰系尖晶石纳米材料，其特征在于：包括四方相CoxMn3‑xO4纳米颗粒、立方相CoxMn3‑xO4纳米颗粒、四方相CoxMn3‑xO4纳米线、MgMn2O4纳米颗粒、Mn3O4纳米颗粒、ZnMn2O4空心纳米球、空心纳米正立方体、空心微米球、空心微米正立方体或纳米片，所述CoxMn3‑xO4纳米颗粒的粒径为(80～200)nm、所述CoxMn3‑xO4纳米线为直径(10～30)nm及长度为(1～2)μm的纳米线互相缠绕交织成的网状结构、MgMn2O4或Mn3O4纳米颗粒的粒径为(80～200)nm、ZnMn2O4空心纳米球直径为400～600nm及壳层厚度为40nm、ZnMn2O4空心纳米正立方体的边长为400nm及壁厚为40nm、ZnMn2O4空心微米球的直径为2μm、ZnMn2O4空心微米正立方体的边长为2.5μm，其中，四方相CoxMn3‑xO4纳米颗粒Co∶Mn原子比为1∶1.72、立方相CoxMn3‑xO4纳米颗粒Co∶Mn原子比为1∶1.11、四方相MgMn2O4纳米颗粒Mg∶Mn原子比为1∶2.92、四方相ZnMn2O4空心纳米球Zn∶Mn原子比为1∶1.74、四方相ZnMn2O4空心纳米正立方体Zn∶Mn原子比为1∶1.49。