一种制备Mn3O4纳米球和MnO2纳米片的方法与流程

文档序号:12157695阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种制备Mn3O4纳米球的方法,其特征在于包含如下步骤:

步骤一,在去离子水中加入四水合氯化锰和聚乙烯吡咯烷酮,搅拌得到四水合氯化锰和聚乙烯吡咯烷酮混合溶液,四水合氯化锰在去离子水中的浓度为20—100g/L,聚乙烯吡咯烷酮在去离子水中的浓度为25—150 g/L;

步骤二,将步骤一制得的四水合氯化锰和聚乙烯吡咯烷酮混合溶液加入到温度为80℃—100℃的去离子水中,所述去离子水与步骤一制得的混合溶液的体积比为1:4,再按照四水合氯化锰和氢氧化钠以摩尔比1:1—4加入氢氧化钠,生成浅棕色沉淀,在反应温度为80—100℃条件下搅拌2—6h;其反应方程式为:MnCl2 + 2NaOH —Mn(OH)2 + 2NaCl,2Mn(OH)2 + O2 —2MnO(OH)2,2Mn(OH)2+ MnO(OH)2 —Mn3O4 + 3H2O,6Mn(OH)2 + O2 —2Mn3O4 + 6H2O;

步骤三,将步骤二搅拌后的溶液冷却至室温,离心分离得到沉淀物;

步骤四,将步骤三制得的沉淀物用去离子水和无水乙醇交替洗涤2—4次后,烘干,得到Mn3O4纳米材料,其为颗粒状结构,粒径为60—90nm。

2.根据权利要求1所述的一种制备Mn3O4纳米球的方法,其特征在于:步骤一中所述聚乙烯吡咯烷酮的浓度为50g/L。

3.根据权利要求1所述的一种制备Mn3O4纳米球的方法,其特征在于:步骤二中四水合氯化锰和氢氧化钠以摩尔比1:2加入氢氧化钠。

4.根据权利要求1所述的一种制备Mn3O4纳米球的方法,其特征在于:步骤三中反应温度为85℃,搅拌时间为2h。

5.一种制备MnO2纳米片的方法,其特征在于包含如下步骤:

步骤a,在去离子水中加入四水合氯化锰和聚乙烯吡咯烷酮,搅拌得到四水合氯化锰和聚乙烯吡咯烷酮混合溶液,四水合氯化锰在去离子水中的浓度为20—100g/L,聚乙烯吡咯烷酮在去离子水中的浓度为25—150 g/L;

步骤b,将步骤a制得的四水合氯化锰和聚乙烯吡咯烷酮混合溶液加入到温度为80℃—100℃的去离子水中,所述去离子水与步骤一制得的混合溶液的体积比为1:4,再按照四水合氯化锰和氢氧化钠以摩尔比1:1—4加入氢氧化钠,生成浅棕色沉淀,反应1—10min,得到反应后的溶液,其反应方程式为:MnCl2 + 2NaOH—Mn(OH)2 + 2NaCl,2Mn(OH)2 + O2—2MnO(OH)2

步骤c,向步骤b反应后的溶液中按照四水合氯化锰和高锰酸钾以摩尔比5:2加入高锰酸钾,在反应温度为80℃—100℃条件下保持搅拌2—6h后,冷却至室温,离心分离得到沉淀物;其反应方程式为:3Mn(OH)2+ 2KMnO4 —5MnO2 + 2KOH + 2H2O,2MnO(OH)2 —2MnO2 + 2H2O;

步骤d,将步骤c制得的沉淀物用去离子水和无水乙醇交替洗涤2—4次后,烘干,得到MnO2纳米材料,其为片状结构,厚度为10—30nm。

6.根据权利要求5所述的一种制备MnO2纳米片的方法,其特征在于:步骤a中所述聚乙烯吡咯烷酮的浓度为50g/L。

7.根据权利要求5所述的一种制备MnO2纳米片的方法,其特征在于:步骤b中反应时间为2min。

8.根据权利要求5所述的一种制备MnO2纳米片的方法,其特征在于:步骤c中的反应温度为85℃,搅拌时间为2h。

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