氧化錳納米材料的形貌可控合成及電化學性質(zhì)研究.pdf

1、氧化錳納米材料以其良好的離子交換和分子吸附、電化學、催化和磁性能引起了化學和材料工作者的研究興趣。如何合理控制材料的定向生長，進而實現(xiàn)對其形貌、組成、晶體結構乃至物性的調(diào)控，對于深入研究形貌與物性的關系、并最終實現(xiàn)納米材料的可控合成具有重要的意義。本論文在發(fā)展新的納米材料合成方法、調(diào)控合成新形貌的氧化錳納米材料、研究合成材料的形成機理及電化學性質(zhì)方面進行了有益的探索。 全文主要包括緒論、實驗和結論三大部分。 緒論部分(第

2、一章)主要論述了氧化錳結晶化合物的結構特征、氧化錳納米材料的形貌調(diào)控合成現(xiàn)狀及發(fā)展動向、應用領域以及本論文的主要研究內(nèi)容。實驗部分(第二、三章)分別以層狀氧化錳(Na-BirMO)和KMnO<,4>為前驅(qū)物或起始物，控制合成了多種不同形貌的氧化錳納米材料，發(fā)展了新的納米材料合成方法。在此基礎上，對氧化錳納米材料的晶體生長機理和電化學性質(zhì)進行了研究。最后一章介紹了本論文的結論。 第二章，以層狀Na—BirMO為前驅(qū)物，發(fā)展了水熱法

3、和新的氧化錳納米材料合成方法。在深入分析了多種不同氧化錳晶體結構的基礎上，通過水熱反應和常壓水浴振蕩反應兩條途徑，合成了多種不同形貌的氧化錳納米材料。在水做溶劑無模板劑和催化劑條件下，以Na—BirMO為前驅(qū)體，通過改變溫度、時間、配比等反應參數(shù)的多次平行交叉對比實驗，優(yōu)化了氧化錳納米材料合成條件，實現(xiàn)了納米四棱柱、納米管、納米卷、層狀微球、納米線束等不同氧化錳納米結構的可控合成；研究并提出了納米四棱柱的相轉化一各向異性生長機理和層狀微

4、球的滾湯圓機理。采用XRD、DSC—TGA、SEM、TEM、IR、AAS、元素分析及CV等手段，對所合成的氧化錳納米材料進行了物性結構表征和電化學性質(zhì)測試。研究結果表明：氧化錳可以生長為不同的晶型和形貌，其電化學性質(zhì)與晶型、形貌、錳的平均氧化數(shù)都有關系；將具有納米線束形貌的氧化錳修飾于玻碳電極對藥物進行多次循環(huán)伏安掃描測試，與裸電極相比，氧化錳修飾的電極可以使測試信號提高約3倍，氧化峰電位負移約200 mV(Vs．Ag電極)，表明氧化錳

5、納米材料具有良好的電化學和催化性能。 第三章，以KMnO<,4>為起始反應物，采用水熱處理技術合成了不同形貌的氧化錳納米材料?；谖镔|(zhì)本身結構生長特性，以KMnO<,4>溶液的水熱反應為研究對象，借助于水熱技術，優(yōu)化反應條件下控制合成了花狀微球和Cryptomelane納米帶兩種不同形貌的錳氧結晶材料，并研究了它們的晶體生長機理和電化學性質(zhì)。 采用XRD、DSC-TGA、SEM、TEM、AAS、N<,2>吸附及CV等手段