[發明專利]一種高機械強度的銀摻雜二氧化錳氣凝膠的制備方法

有效

• 申請號: 201610375837.3
• 申請日: 2016-05-31
• 公開（公告）號: CN107445207B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 張豪杰;林超;杜福平;胡賞;李小鵬;孫予罕
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海高等研究院
• 主分類號: C01G45/02
• 分類號: C01G45/02
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 許驊;許亦琳

本發明屬于催化劑制備領域，涉及一種高機械強度的銀摻雜二氧化錳氣凝膠的制備方法。本發明提供一種高機械強度的銀摻雜二氧化錳氣凝膠，所述二氧化錳氣凝膠中摻雜有銀元素，其化學成分符合化學通式：Ag?K_2?xMn₈O₁₆，其中，0＜x＜2。本發明還進一步提供一種高機械強度的銀摻雜二氧化錳氣凝膠的制備方法。本發明提供的一種高機械強度的銀摻雜二氧化錳氣凝膠，制備獲得的二氧化錳氣凝膠，具有機械強度高，比表面積大，導電性好，制備方法簡單，成本低廉，易于放大等優點。

技術領域

本發明屬于催化劑制備領域，涉及一種高機械強度的銀摻雜二氧化錳氣凝膠的制備方法。

背景技術

隨著城市化的不斷發展和能源成本的不斷提高，人們對于材料的性能也提出了更高的要求。氣凝膠作為低密度、高孔隙率的材料，其在能源轉化和儲藏、傳感器、催化轉化、選擇性吸附和脫附、絕熱等方面具有非常大的應用前景。氣凝膠的合成方法通常是模板法和溶膠-凝膠法。但是兩種方法都有一定的缺點而限制其應用。比如嚴重依賴模板、制作方法復雜、機械強度低等問題。

二氧化錳作為過渡金屬氧化物，其資源豐富、價格低廉、環境友好、晶型結構豐富，可設計性強、電化學性能好等優點逐漸在電催化和催化劑載體等方面廣泛應用。將氣凝膠的優點和二氧化錳本身的優勢結合起來開發高強度、廉價、環境友好的電催化劑和催化劑載體具有十分重要的意義。

文建國等以高錳酸鉀和反丁烯二酸為原料，采用溶膠-凝膠法和超臨界干燥法制備二氧化錳氣凝膠(無機材料學報，2009，24，521)。Jung等人)有報道在不使用模板和支撐材料的前提下通過自組裝的方法，使納米線相互交聯，從而來制備氣凝膠材料(NanoLett.2014,14)。專利(201510643709.8)通過冰模板法制備δ-MnO₂二氧化錳納米片氣凝膠。但是以上方法制備的氣凝膠機械強度都不是很高，嚴重限制了其應用。因此，一種迫切需要一種高強度的二氧化錳氣凝膠制備方法。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種高機械強度的銀摻雜二氧化錳氣凝膠的制備方法，用于解決現有技術中缺乏高機械強度的二氧化錳氣凝膠的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明第一方面提供一種高機械強度的銀摻雜二氧化錳氣凝膠，所述二氧化錳氣凝膠中摻雜有銀元素，其化學成分符合化學通式：Ag-K_2-xMn₈O₁₆，其中，0＜x＜2。所述銀摻雜二氧化錳氣凝膠的具體晶相結構符合PDF44-1396晶相結構。

上述化學通式Ag-K_2-xMn₈O₁₆中，K_2-xMn₈O₁₆的元素右下標數字及字母均代表各對應元素的摩爾比例關系。

優選地，所述銀(Ag)元素添加量以銀摻雜二氧化錳氣凝膠(Ag-K_2-xMn₈O₁₆)的總質量計，其所占質量百分比為大于0且小于等于50％(0＜Ag≤50％)。

更優選地，所述銀(Ag)元素添加量以銀摻雜二氧化錳氣凝膠(Ag-K_2-xMn₈O₁₆)的總質量計，其所占質量百分比為10％。

優選地，所述Ag-K_2-xMn₈O₁₆的微觀結構為納米線。所述納米線的長度可達幾十微米。所述納米線的長度不均一。所述納米線構成氣凝膠。

本發明第二方面提供一種高機械強度的銀摻雜二氧化錳氣凝膠的制備方法，包括以下步驟：