錳氧化物納米材料的可控合成與表征.pdf

1、錳氧化物作為一種重要的過渡金屬氧化物，由于其獨特的物理化學性質，在催化、電池、磁性和吸附等技術領域具有極其重要的研究意義和應用價值.相比其體材料，錳氧化物納米材料顯現出更為優(yōu)異的性能，成為近年來材料研究領域的熱點.錳氧化物納米材料的性能與其形貌、尺寸和晶體結構緊密相關.因此，實現錳氧化物納米材料的可控制備，設計和制備出各種形貌、尺寸和結構的錳氧化物納米材料成為合成領域的一個重要研究課題。
　　本研究以高錳酸鉀與乙二醇為原料，利用水

2、熱法成功制備出γ-MnOOH納米棒，系統(tǒng)地研究了水熱反應條件(反應時間、反應溫度)對最終產物形貌、尺寸及晶體結構的影響，并對γ-MnOOH納米棒的形成機制進行了分析.研究發(fā)現在水熱體系中，γ-MnOOH納米棒的形成經歷了片狀生長、自組裝與溶解再結晶三個階段.隨后在不同溫度與氣體氛圍中對γ-MnOOH納米棒煅燒獲得MnO2納米棒、Mn2O3納米棒和Mn3O4納米棒.研究結果表明γ-MnOOH是制備錳氧化物的理想前驅物。以KMnO4與NaH

3、SO3為原料，利用水熱法實現了α-MnO2納米棒與γ-MnOOH納米棒的可控轉變.研究了水熱反應條件(反應物濃度比、反應溫度)對最終產物形貌、尺寸及晶體結構的影響.在反應體系中，通過調節(jié)反應物 NaHSO3的濃度實現了α-MnO2納米棒與γ-MnOOH納米棒的水熱可控轉變.研究發(fā)現反應溫度對α-MnO2納米棒的形貌有重要的影響，隨著反應溫度的升高，產物的形貌經歷顆粒狀—纖維狀—棒狀的變化.振動樣品磁強計(VSM)測量表明α-MnO2納米

4、棒在室溫下表現順磁性。利用簡單、高產的低溫沉淀合成方法成功地制備出了各種晶體結構與形貌的錳氧化物納米材料，系統(tǒng)地研究了反應溫度、反應時間、H2O2含量、反應物濃度、堿的含量及不同堿源對錳氧化物納米材料形成的影響，研究發(fā)現通過調節(jié)H2O2含量或各種反應物濃度比實現了γ-MnOOH納米棒、δ-MnO2納米片、α-Mn2O3納米立方塊和 Mn3O4納米顆粒的可控制備.根據透射電子顯微鏡(TEM)的分析，我們提出了束狀γ-MnOOH納米棒的形成