[发明专利]一种基于石墨烯/碳纳米管的二氧化锰/银复合纳米材料的制备方法及其应用

权利要求书

1.一种基于石墨烯/碳纳米管的二氧化锰/银复合纳米材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）聚多巴胺修饰的碳纳米管CNT@PDA的制备：

首先，将多壁碳纳米管（CNT）进行酸化处理，将三（羟甲基）胺基甲烷加入到异丙醇和纯水组成的混合溶剂中，搅拌溶解后，再加入酸化CNT颗粒，将所得混合物超声处理；随后加入多巴胺，室温下充分搅拌，反应完成后，离心分离，所得固体洗净，60^oC下真空干燥，得到CNT@PDA；

（2）石墨烯在CNT@PDA表面覆盖制备CNT@PDA@GO：

首先将氧化石墨烯（GO）与纯水混合，超声分散，制备浓度为0.4 mg mL^-1的GO分散液；然后将CNT@PDA与纯水混合，超声分散，制备浓度为1.5mg mL^-1的CNT@PDA分散液；最后取相同体积的上述两种分散液混合，并充分搅拌，随后离心分离，所得固体用纯水洗，室温下真空干燥，得到CNT@PDA@GO；

（3）银纳米颗粒在CNT@PDA@GO上的自发沉积制备CNT@PDA@GO@Ag：

将上述CNT@PDA@GO颗粒与纯水混合，超声分散，制备浓度为5 mg mL^-1的CNT@PDA@GO分散液；接着，在超声搅拌下，将浓度为10 mmol L^-1的AgNO₃溶液缓慢加入到上述CNT@PDA@GO分散液中，继续超声搅拌，最后离心分离，纯水洗，所得固体在60^oC下真空干燥，得到CNT@PDA@GO@Ag；

（4）高温热处理CNT@PDA@GO@Ag制备CNT@C-N@rG@Ag：

将CNT@PDA@GO@Ag固体在氮气氛中，以5^oC min^-1的升温速度加热到800^oC，并保温一定时间，随后自然冷却至室温，得到的固体为CNT@C-N@rG@Ag；

（5）二氧化锰纳米颗粒在CNT@C-N@rG@Ag上沉积制备CNT@C-N@rG@Ag-MnO₂：

将CNT@C-N@rG@Ag颗粒与MnSO₄溶液混合，将混合物在搅拌下、水浴加热到80 ^oC，在此温度下将KMnO₄溶液逐滴加入，随后继续充分搅拌，将混合物冷至室温，所得固体过滤、水洗后，在40^oC下真空干燥，得到CNT@C-N@rG@Ag-MnO₂，即基于石墨烯/碳纳米管的二氧化锰/银复合纳米材料；

所述MnSO₄溶液的浓度为2 ~ 20 mol L^-1; 所述KMnO₄溶液的浓度为2 ~ 20 mol L^-1。

2.如权利要求1所述方法制备的基于石墨烯/碳纳米管的二氧化锰/银复合纳米材料对氧还原反应（ORR）与氧析出反应（OER）的电催化活性测式的应用。