专利名称：一步合成锰氧化物纳米粒子的方法
技术领域：
本发明涉及一种锰氧化物纳米粒子的制备方法，属于功能无机材料领域，也属于纳米禾斗 学技术领域。
背景技术：
作为一种过渡金属氧化物，锰氧化物在催化、陶瓷及作为电源电极等方面有着广泛的应 用。如在催化方面，锰氧化物为催化作用较好的催化剂，如锰氧化物可有效地催化臭氧的分 解。研究表明，纳米氧化物材料的不同微观形貌对其性能有着重要的影响。
纳米氧化物的制备方法包括气相法、液相法、固相法。其中液相法包括沉淀法、溶胶-凝胶法、热分解法、水热和溶剂热合成法、微乳液法等。其中，热分解法因其能对形貌有较 好的控制作用而被广泛的采用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一步合成锰氧化物纳米粒子的方法，该方法工艺简单、环保、 生产成本较低。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是 一步合成锰氧化物纳米粒子的方法，其特征
在于它包括以下步骤按锰盐表面活性剂溶剂1-十八烯的配比为(0. 5 2) mrnol : (2 4) mL: (5 10) mL，选取锰盐、表面活性剂和1-十八烯，备用；将锰盐、表面活性剂和 1-十八烯混合，置于三口烧瓶中，采用无水无氧技术除去体系的空气(即抽真空至-0.1Pa再 通入氮气；反复3次)，室温下在氮气保护下搅拌至固体完全溶解；然后加热到280 33(TC， 至溶液产生混浊后再反应5 60min，冷却至室温；再用正己烷和乙醇的混合液(正己烷乙 醇的体积比=1: 1 4: 1)洗涤2 3次后，真空干燥，得到锰氧化物纳米粒子。
所述的锰盐为MnCl2、 Mn(CH3COO)2、 Mn(HCOO)2、 MnCl2的含水化合物、Mn(CH3C00)2的含水 化合物或Mn (HCOO) 2的含水化合物。
所述的表面活性剂为油酸、硬脂酸、油胺、三辛基胺中的任意一种或任意二种以上(含 任意二种)的混合，任意二种以上(含任意二种)混合时为任意配比。
所述的锰氧化物纳米粒子分布均匀，粒径在50 200nm之间。
本发明采用表面活性剂辅助的热分解法，在高温下分解Mri盐，形成锰氧化物纳米粒子， 通过选择合适的表面活性剂、控制反应物的浓度、添加表面活性剂的量，有效地控制了纳米 粒子的微观形貌。本发明采用一步合成法制得了锰氧化物纳米粒子，工艺简单、环保、能够 较好的控制产品的形貌、尺寸、分散性。本发明作为一种新型的无机纳米材料，可用于催化、 陶瓷及作为电源电极等方面。
图1是实施例1的锰氧化物纳米粒子的形貌图； 图2是实施例2的锰氧化物纳米粒子的形貌图； 图3是实施例1的锰氧化物纳米粒子的XRD图； 具体实施方法
为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容部 仅仅局限于下面的实施例。 实施例l:
一步合成锰氧化物纳米粒子的方法，它包括以下步骤:取摩尔数为0. 5mmo1的Mn(HC00)2， 加入lmL油酸和lmL油胺作为表面活性剂，加入溶剂l-十八烯(Alfa Aesar， tech)5mL，置 于三口烧瓶中，采用无水无氧技术除去体系的空气(即抽真空至-0.1Pa再通入氮气，反复3 次)，室温下在氮气保护下搅拌至固体完全溶解；然后加热到28(TC，至溶液产生混浊后再反
应5min，冷却至室温；再用正己烷和乙醇的混合液(正己烷乙醇的体积比=1: 1)洗涤
3次后，真空干燥，得到锰氧化物(Mn0)纳米粒子。
锰氧化物纳米粒子的形貌见图1，锰氧化物纳米粒子的XRD图见图3;图1说明所得纳 米粒子分布均匀，粒径在50 200nm之间，图3说明所得的纳米颗粒为MnO。与传统的制备 锰氧化纳米粒子的方法高温注入法相比，该方法避免使用现有技术中广泛采用的三辛基膦等 昂贵且毒性大的化合物，合成步骤简单，操作简便，工艺简单，环保，生产成本较高温注入 法等低20%左右。
实施例2:
一步合成锰氧化物纳米粒子的方法，它包括以下步骤取摩尔数为lmmol的MnCl2，加 入2mL油酸和2mL三辛基胺作为表面活性剂，加入溶剂1-十八烯(Alfa Aesar， tech)5mL， 置于三口烧瓶中，采用无水无氧技术除去体系的空气(即抽真空至-O. lPa再通入氮气，反复 3次)，室温下在氮气保护下搅拌至固体完全溶解；然后加热到31(TC，至溶液产生混浊后再
反应15分钟，冷却至室温；再用正己烷和乙醇的混合液(正己烷乙醇的体积比=1: 1)
洗涤3次后，真空干燥，得到锰氧化物(MnO)纳米粒子。
锰氧化物纳米粒子的形貌见图2，图2说明锰氧化物纳米粒子分布均匀，粒径在50 200nm之间。与传统的制备锰氧化纳米粒子的方法高温注入法相比，该方法避免使用现有技 术中广泛采用的三辛基膦等昂贵且毒性大的化合物，合成步骤简单，操作简便，工艺简单， 环保，生产成本较高温注入法等低20%左右。
实施例3;
一步合成锰氧化物纳米粒子的方法，它包括以下步骤取摩尔数为2mmo1的 Mn(CH3C00)2.4H20，加入2mL油酸和2mL三辛基胺作为表面活性剂，加入溶剂1-十八烯(Alfa Aesar， tech) 10mL，置于三口烧瓶中，采用无水无氧技术除去体系的空气(即抽真空至-0. 1Pa 再通入氮气；反复3次)，室温下在氮气保护下搅拌至固体完全溶解；然后加热到33(TC，至
溶液产生混浊后再反应60分钟，冷却至室温；再用正己垸和乙醇的混合液(正己烷乙醇的
体积比=2: 1)洗涤3次后，真空干燥，得到锰氧化物(MnO)纳米粒子。实施例4:
一步合成锰氧化物纳米粒子的方法，它包括以下步骤取摩尔数为2mrao1的 Mn(CH3C00)2.4H20，加入2mL硬脂酸和2mL三辛基胺作为表面活性剂，加入溶剂l-十八烯(Alfa Aesar，tech)10mL，置于三口烧瓶中，采用无水无氧技术除去体系的空气(即抽真空至-0. 1Pa， 再通入氮气；反复3次)，室温下在氮气保护下搅拌至固体完全溶解；然后加热到31(TC，至 溶液产生混浊后再反应15分钟，冷却至室温；再用正己烷和乙醇的混合液(正己烷乙醇的 体积比=4: 1)洗涤3次后，真空干燥，得到锰氧化物(Mn0)纳米粒子。
实施例5:
一步合成锰氧化物纳米粒子的方法，它包括以下步骤取摩尔数为lmmol的MnCl2.2H20， 加入2mL油酸作为表面活性剂，加入溶剂1-十八烯10mL (Alfa Aesar， tech)，置于三口烧 瓶中，采用无水无氧技术除去体系的空气(即抽真空至-0. 1Pa，再通入氮气；反复3次)， 室温下在氮气保护下搅拌至固体完全溶解；然后加热到310'C，至溶液产生混浊后反应15分 钟，冷却至室温；再用正己烷和乙醇的混合液(正己烷乙醇的体积比=1: 1)洗涤2次
后，真空干燥，得到锰氧化物(MnO)纳米粒子。
本发明所列举的各原料都能实现本发明，以及各原料的上下限、区间取值都能实现本发 明，在此不一一列举实施例。本发明工艺参数(如温度、时间)的上下限、区间取值都能实现 本发明，在此不一一列举实施例。
权利要求
1.一步合成锰氧化物纳米粒子的方法，其特征在于它包括以下步骤按锰盐∶表面活性剂∶溶剂1-十八烯的配比为(0.5～2)mmol∶(2～4)mL∶(5～10)mL，选取锰盐、表面活性剂和1-十八烯，备用；将锰盐、表面活性剂和1-十八烯混合，置于三口烧瓶中，采用无水无氧技术除去体系的空气，室温下在氮气保护下搅拌至固体完全溶解；然后加热到280～330℃，至溶液产生混浊后再反应5～60min，冷却至室温；再用正己烷和乙醇的混合液洗涤2～3次后，真空干燥，得到锰氧化物纳米粒子。
2. 根据权利要求1所述的一步合成锰氧化物纳米粒子的方法，其特征在于所述的锰盐 为MnCl2、Mn (CH3C00) 2、Mn (HCOO) 2、MnCl2的含水化合物、Mn (CH3C00) 2的含水化合物或Mn (HCOO) 2 的含水化合物。
3. 根据权利要求1所述的一步合成锰氧化物纳米粒子的方法，其特征在于所述的表面 活性剂为油酸、硬脂酸、油胺、三辛基胺中的任意一种或任意二种以上的混合，任意二种以 上混合时为任意配比。
4. 根据权利要求1所述的一步合成锰氧化物纳米粒子的方法，其特征在于正己垸和乙醇的混合液由正己烷和乙醇组成，正己烷乙醇的体积比=1: 1 4: 1。
5. 根据权利要求1所述的一步合成锰氧化物纳米粒子的方法，其特征在于采用无水无 氧技术除去体系的空气为抽真空至小于0.1Pa，再通入氮气；反复3次。
全文摘要
本发明涉及一种锰氧化物纳米粒子的制备方法。一步合成锰氧化物纳米粒子的方法，其特征在于它包括以下步骤按锰盐∶表面活性剂∶溶剂1-十八烯的配比为(0.5～2)mmol∶(2～4)mL∶(5～10)mL，选取锰盐、表面活性剂和1-十八烯，备用；将锰盐、表面活性剂和1-十八烯混合，置于三口烧瓶中，采用无水无氧技术除去体系的空气，室温下在氮气保护下搅拌至固体完全溶解；然后加热到280～330℃，至溶液产生混浊后再反应5～60min，冷却至室温；再用正己烷和乙醇的混合液洗涤2～3次后，真空干燥，得到锰氧化物纳米粒子。该方法工艺简单、环保，所得纳米粒子分布均匀，粒径可控制在50～200nm之间，有望在氧化-还原催化、锂电池电极材料及磁性材料等方面有重要的应用。
文档编号C01G45/00GK101659447SQ20091027223
公开日2010年3月3日 申请日期2009年9月27日 优先权日2009年9月27日
发明者璐 刘, 瑜 王, 章桥新, 进 黄 申请人:武汉理工大学