[发明专利]具有多孔结构的MnO2/CeO2复合电极及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种多孔结构的MnO₂/CeO₂电极，以三维多孔泡沫镍为基体，基体上直接生长多孔MnO₂，所述的MnO₂上直接生长CeO₂纳米颗粒。本发明还公开了该多孔结构的MnO₂/CeO₂电极的制备方法和应用。制备工艺简单、成本低、周期短、能耗低等优点，适合大规模工业化生产；制备得到的多孔结构的复合电极不含粘结剂，由于泡沫镍特殊的三维多孔结构以及多孔结构的MnO₂/CeO₂及其协同催化机理，所述的电极用作催化正极时，锂空电池显示出较低的极化和较好的循环稳定性。

主权项

1.一种具有多孔结构的MnO2/CeO2复合电极，其特征在于，以三维多孔泡沫镍为基体，基体上直接生长多孔结构的δ‑MnO2，再在MnO2表面直接生长CeO2；所述的多孔MnO2由纳米结构的片状δ‑MnO2堆砌而成，单片δ‑MnO2的尺寸为200～500nm，厚度为3～5nm；所述CeO2均匀地包覆于多孔MnO2表面，保留了MnO2的多孔结构，CeO2的直径为3～5nm；所述MnO2/CeO2复合电极的制备方法，包括以下步骤：1)将泡沫镍浸入浓度为0.005～0.02mol/L的KMnO4水溶液中，再加入浓硫酸，60～100℃水热反应2～5h后进行后处理，再经热处理得到表面负载有多孔δ‑MnO2的泡沫镍，记为Ni/MnO2；所述热处理在Ar气氛下进行，温度为200～400℃，时间为1～3h；2)将六水合硝酸铈溶于去离子水，搅拌均匀，制备Ce2+浓度为0.001～0.005mol/L的溶液Ⅰ；3)将Ni/MnO2浸入步骤2)所得溶液Ⅰ中，加入浓度为0.1～0.5mol/L的NaHCO3溶液直至出现白色絮状沉淀，静置后取出进行后处理，再经二次热处理得到所述的具有多孔结构的MnO2/CeO2复合电极，记为Ni/MnO2/CeO2；所述NaHCO3溶液逐滴加入浸有Ni/MnO2的溶液Ⅰ，结束后再静止2～10h；所述的二次热处理在Ar气氛下进行，温度为300～500℃，时间为1～3h。