本發(fā)明涉及尖晶石材料制備，特別是涉及一種尖晶石材料的超聲化學(xué)制備方法、產(chǎn)品及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著化石燃料能源消費(fèi)的不斷增加，出現(xiàn)資源枯竭、氣候變化、環(huán)境破壞等嚴(yán)重的社會(huì)和生態(tài)問(wèn)題，這已引起全世界的關(guān)注，開發(fā)可持續(xù)能源技術(shù)是解決上述問(wèn)題的有效途徑。燃料電池與金屬-空氣電池等屬于電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存技術(shù)，以其低污染排放和高轉(zhuǎn)換效率得到了廣泛的研究。氧還原反應(yīng)(orr)是這些技術(shù)的重要組成部分，決定著這些技術(shù)的成本和運(yùn)行效率。然而，orr的動(dòng)力學(xué)非常緩慢，制備高活性、長(zhǎng)壽命、低成本的orr電催化劑是電化學(xué)能量轉(zhuǎn)換和儲(chǔ)存技術(shù)的關(guān)鍵。分子式為ab2o4(其中a、b為金屬離子)的尖晶石，具有磁性、光學(xué)、電學(xué)、催化等特性，在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、生物技術(shù)、電子、激光、傳感器、轉(zhuǎn)換反應(yīng)、能量存儲(chǔ)/轉(zhuǎn)換等應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用。這在很大程度上取決于它們的精確結(jié)構(gòu)和組成。尖晶石的未來(lái)應(yīng)用被認(rèn)為與環(huán)境和能源問(wèn)題密切相關(guān)，但是目前制備高催化活性和穩(wěn)定性的ab2o4尖晶石過(guò)程復(fù)雜，成本較高。因此，有必要提供一種制備方法簡(jiǎn)單的催化活性和穩(wěn)定性高的尖晶石制備方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、基于上述內(nèi)容，本發(fā)明提供一種尖晶石材料的超聲化學(xué)制備方法、產(chǎn)品及應(yīng)用。

2、尖晶石材料無(wú)需貴金屬，材料廉價(jià)，采用超聲化學(xué)法即可制備得到，方法簡(jiǎn)單。

3、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

4、本發(fā)明技術(shù)方案之一，一種尖晶石材料的超聲化學(xué)制備方法，包括以下步驟：

5、將mn鹽和金屬鹽加入水中分散均勻，之后加入氧化劑超聲反應(yīng)，得到尖晶石材料；

6、所述金屬鹽為co鹽、cu鹽、fe鹽、ni鹽中的一種；

7、所述超聲反應(yīng)的參數(shù)設(shè)置為：溫度60℃，超聲功率750w，反應(yīng)時(shí)間20min。

8、本發(fā)明技術(shù)方案之二，一種根據(jù)上述的超聲化學(xué)制備方法制備得到的尖晶石材料，分子式為mxmn3-xo4；其中，m為co、cu、fe或ni，x＝1。

9、本發(fā)明技術(shù)方案之三，一種orr電催化劑，原料包括上述的尖晶石材料。

10、本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

11、本發(fā)明采用超聲化學(xué)法制備尖晶石材料，制備工藝簡(jiǎn)單。

12、本發(fā)明方法原料廉價(jià)易得，無(wú)需價(jià)格昂貴的貴金屬材料，易于商業(yè)化應(yīng)用。

13、利用本發(fā)明方法制備的尖晶石材料orr活性高，穩(wěn)定性好，能夠提高燃料電池陰極氧還原催化性能。

技術(shù)特征：

1.一種尖晶石材料的超聲化學(xué)制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尖晶石材料的超聲化學(xué)制備方法，其特征在于，所述mn鹽中的mn2+與所述金屬鹽中金屬離子的摩爾比為2:1；所述mn鹽中的mn2+與所述氧化劑的摩爾比為(1-2):1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尖晶石材料的超聲化學(xué)制備方法，其特征在于，所述mn鹽為mn(ch3coo)2·4h2o。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尖晶石材料的超聲化學(xué)制備方法，其特征在于，所述cu鹽為cu(ch3coo)2·h2o。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尖晶石材料的超聲化學(xué)制備方法，其特征在于，所述co鹽為co(ch3coo)2·4h2o。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尖晶石材料的超聲化學(xué)制備方法，其特征在于，所述fe鹽為fecl2·4h2o。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尖晶石材料的超聲化學(xué)制備方法，其特征在于，所述ni鹽為ni(ch3coo)2·4h2o。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的尖晶石材料的超聲化學(xué)制備方法，其特征在于，所述氧化劑為kmno4。

9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的超聲化學(xué)制備方法制備得到的尖晶石材料。

10.一種orr電催化劑，其特征在于，原料包括權(quán)利要求9所述的尖晶石材料。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及尖晶石材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種尖晶石材料的超聲化學(xué)制備方法、產(chǎn)品及應(yīng)用。本發(fā)明尖晶石材料的超聲化學(xué)制備方法，包括以下步驟：將Mn鹽和金屬鹽加入水中分散均勻，之后加入氧化劑超聲反應(yīng)，得到尖晶石材料；所述金屬鹽為Co鹽、Cu鹽、Fe鹽、Ni鹽中的一種；所述超聲反應(yīng)的參數(shù)設(shè)置為：溫度60℃，超聲功率750W，反應(yīng)時(shí)間20min。本發(fā)明采用超聲化學(xué)法制備尖晶石材料，制備工藝簡(jiǎn)單。本發(fā)明方法原料廉價(jià)易得，無(wú)需價(jià)格昂貴的貴金屬材料，易于商業(yè)化應(yīng)用。利用本發(fā)明方法制備的尖晶石材料ORR活性高，穩(wěn)定性好，能夠提高燃料電池陰極氧還原催化性能。

技術(shù)研發(fā)人員：左玲霞,張學(xué)玲,董川
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧夏醫(yī)科大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15