[发明专利]一种掺杂铋酸银的二氧化锰催化剂及氧电极制备方法

权利要求书

1.一种Ag₄Bi₂O₅掺杂MnO₂的氧还原催化剂，其特征是由Ag₄Bi₂O₅掺杂的MnO₂、膨胀石墨和经过预处理的活性碳组成。

2.如权利要求1所述的催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1) 首先将MnO₂和Ag₄Bi₂O₅放于研钵中磨细后再干混均匀，将得到的粉末转移至搅拌器中，再加入膨胀石墨和活性碳，进行再次干混；

(2) 在上述混合物中加入重量比为0.2-3倍的溶剂后进行湿混，得到浆液；

(3) 在上述浆液中滴加一定重量比的PTFE后进行超声分散，得到黏稠的催化剂浆液备用；

    其中步骤(2)中所用溶剂为乙醇、丙醇、异丙醇或者水中的任意一种。

3.如权利要求1所述的催化剂的各组分的重量百分比是：

催化剂：30-77.5%(其中铋酸银掺杂量为催化剂含量的1%～20%)；

膨胀石墨：10-30%；

活性碳：10-30%；

PTFE：2.5-10%。

4.如权利要求1所述预处理的活性碳的处理过程是先用3 mol L^-1盐酸煮沸，用水洗涤至中性，重复以上步骤3次，除去其中酸溶性杂质，再用5 mol L^-1的碱煮半小时后用水洗涤至中性，重复煮沸3次，以除去碱溶性杂质，随后用丙酮洗涤3次，用来除去有机物，最后用真空干燥后过300目筛网备用。

5.一种Ag₄Bi₂O₅掺杂MnO₂的氧电极的制备方法是包括以下步骤：

(1)采用镍网、碳布、不锈钢网、碳纸、泡沫镍中的任一种为导电集流体；

(2)选用乙醇、甲醇、丙醇、异丙醇、丙酮中的一种或任意两种混合为溶剂；

(3)选用催化剂浆液均匀涂在导电集流体上，于40-90 ℃干燥箱中干燥后得到催化剂，疏水层碾压成膜的厚度控制在20-300 μm。

6.如权利要求5所述的氧电极的疏水层的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)按一定的重量比称取樟脑和乙炔黑放入反应器中，加入相当于上述混合物重量百分比为2-150%的乙醇进行搅拌，保持搅拌速度30-300转/分，搅拌10-60分钟，直至混合均匀；

(2) 向上述混合液中加入一定重量比的PVDF，再加入相当于上述混合液重量百分比为10-300%的乙醇后，保持原有搅拌速度，再次搅拌；

(3) 在上述混合浆液中滴加相当于浆液重量比为0.1-3倍的去离子水，保持原有搅拌速度，继续搅拌5-60分钟，使樟脑完全析出；

(4) 最后加入相当于浆液一定重量百分比的PTFE，继续搅拌5-100分钟，使混合物成为具有延展性的团状物；

(5) 将上述团状物在辊压机上碾压成膜，得到疏水层；

(6) 将疏水层在1-20 MPa的压力下压制在催化层上，并在50-120 ℃下的干燥箱加热0.5-4 小时，实现疏水层的造孔过程得到氧电极成品。

7.如权利要求6所述的樟脑、乙炔黑、PVDF和PTFE四种物质之间的重量比为1：0.1-0.8：2-20：1-15。