至50ml不锈钢水热釜，加热至160°C保温15h，反应结束后将产 物分离、洗涤，干燥，然后在350°C焙烧2h得到黑色粉末产物。
[0042] 将上述制备的黑色粉末产物在荷兰Panalytical公司（帕纳科)生产的fPert PRO ΜΗ)型多功能X射线衍射仪上进行XRD测试。图2为本实施例得到的黑色粉末产物的XRD谱图， 谱图中的衍射峰为典型的尖晶石结构钴酸锰特征衍射峰（标准粉末衍射卡片号JCPDS No. 23-1237) JRD谱图证实所得黑色产物为钴酸锰。
[0043] 将实施例2制备的钴酸锰在美国FEI公司生产的Quanta 200型号场发射扫描电镜 (SEM)观测表面形貌。图3为本实施例得到的钴酸锰的SEM图，由图可以看出钴酸锰为花状结 构，该花状结构由固体核和外部的易弯曲的纳米片组装形成，其尺寸分布在2~5μπι。
[0044] 将实施例2制备的钴酸锰在该扫描电镜配置的能谱仪(EDS)进行元素含量测量。如 表1所示，表1中钴元素和锰元素的摩尔比为2.0，证实了钴酸锰的分子式为MnC 〇2〇4。
[0045] 表 1
[0047] 将实施例2制备的钴酸猛在日本电子公司生产的JEM-2100六硼化镧透射电子显微 镜(TEM)观测颗粒信息。图4为本实施例制备的钴酸锰的TEM图，该图证实纳米片排列在固体 核表面并相互交织从而组装形成花状结构，纳米片的平均厚度约为12nm，固体核尺寸约为 0 · 7μηι〇
[0048] 将实施例2制备的花状钴酸锰在美国康塔公司生产的N0VA3200e型号的比表面分 析仪测试比表面。图5为本实施例制备的花状钴酸锰的氮气吸附/脱附等温线图，BET比表面 为29.7m 2/g。
[0049] 实施例三：
[0050] 为了更好的理解本发明，下面再结合一个具体的制备示例对本发明做进一步说 明。
[0051 ]称取0.67g醋酸钴（Co(Ac)2 · 4H20)和0.33g醋酸锰(Mn(Ac)2 · 4H20)溶于30ml乙二 醇中（Co2+浓度为90mmo 1/1)，然后加入0.78g十二烷基硫酸钠（SDS，Co2+:与SDS摩尔比为 1.0)，搅拌均匀后将溶液转移至50ml不锈钢水热釜，加热至190°C保温6h，反应结束后将产 物分离、洗涤，干燥，然后在350°C焙烧2h得到黑色粉末产物。XRD谱图分析产物为尖晶石结 构钴酸锰。SEM照片显示产物为花状结构，由固体核和外部的易弯曲的纳米片组装形成，其 尺寸在2μπι~SynuEDS测得钴元素和锰元素的摩尔比为2.0,证实钴酸锰的分子结构式为 MnC〇2〇4 JEM照片证实纳米片排列在固体核表面并相互交织从而组装形成花状结构，纳米片 的平均厚度约为9 · 8nm，固体核尺寸约为0 · δμπ^ΒΕΤ比表面为34 · lm2/g。
[0052] 实施例四：
[0053]为了更好的理解本发明，下面再结合一个具体的制备示例对本发明做进一步说 明。
[0054]称取0.75g醋酸钴（Co(Ac)2 · 4H20)和0.37g醋酸锰(Mn(Ac)2 · 4H20)溶于30ml乙二 醇中（Co2+浓度为100mm〇l/l)，然后加入1.23g十二烷基硫酸钠（SDS，Co 2+:与SDS摩尔比为 0.7)，搅拌均匀后将溶液转移至50ml不锈钢水热釜，加热至180°C保温10h，反应结束后将产 物分离、洗涤，干燥，然后在350°C焙烧2h得到黑色粉末产物。XRD谱图分析产物为尖晶石结 构钴酸锰。SEM照片显示产物为花状结构，由固体核和外部的易弯曲的纳米片组装形成，其 尺寸在lMi~SynuEDS测得钴元素和锰元素的摩尔比为2.0,证实钴酸锰的分子结构式为 MnC〇2〇4 JEM照片证实纳米片排列在固体核表面并相互交织从而组装形成花状结构，纳米片 的平均厚度约为7. lnm，固体核尺寸约为0. Αμπ^ΒΕΤ比表面为39.4m2/g。
[0055] 实施例五：
[0056] 为了更好的理解本发明，下面再结合一个具体的制备示例对本发明做进一步说 明。
[0057]称取0.26g醋酸钴（Co(Ac)2 · 4H20)和0.13g醋酸锰(Mn(Ac)2 · 4H20)溶于30ml乙二 醇中（Co2+浓度为35mmol/l)，然后加入0.60g十二烷基硫酸钠（SDS，Co2+:与SDS摩尔比为 0.5)，搅拌均匀后将溶液转移至50ml不锈钢水热釜，加热至140°C保温24h，反应结束后将产 物分离、洗涤，干燥，然后在350°C焙烧2h得到黑色粉末产物。XRD谱图分析产物为尖晶石结 构钴酸锰。SEM照片显示产物为花状结构，由固体核和外部的易弯曲的纳米片组装形成，其 尺寸在lMi~SynuEDS测得钴元素和锰元素的摩尔比为2.0,证实钴酸锰的分子结构式为 MnC〇2〇4 JEM照片证实纳米片排列在固体核表面并相互交织从而组装形成花状结构，纳米片 的平均厚度约为5.3nm，固体核尺寸约为0. Ζμπ^ΒΕΤ比表面为41.7m2/g。
[0058] 实施例六：
[0059] 为了更好的理解本发明，下面再结合一个具体的制备示例对本发明做进一步说 明。
[0060] 称取0.90g醋酸钴（Co(Ac)2 · 4H20)和0.44g醋酸锰(Mn(Ac)2 · 4H20)溶于30ml乙二 醇中（Co2+浓度为120mmol/l)，然后加入0.52g十二烷基硫酸钠（SDS，Co 2+:与SDS摩尔比为 2.0 )，搅拌均匀后将溶液转移至50ml不锈钢水热釜，加热至200°C保温3h，反应结束后将产 物分离、洗涤，干燥，然后在350°C焙烧2h得到黑色粉末产物。XRD谱图分析产物为尖晶石结 构钴酸锰。SEM照片显示产物为花状结构，由固体核和外部的易弯曲的纳米片组装形成，其 尺寸在3μπι~SynuEDS测得钴元素和锰元素的摩尔比为2.0,证实钴酸锰的分子结构式为 MnC〇2〇4 JEM照片证实纳米片排列在固体核表面并相互交织从而组装形成花状结构，纳米片 的平均厚度约为23nm，固体核尺寸约为0. θμπ^ΒΕΤ比表面为17.5m2/g。
[0061] 以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发 明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱 离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护 范围。
【主权项】
1. 一种花状钴酸锰，其特征在于，所述花状钴酸锰的花状结构由纳米片和实心核体组 装形成。2. 如权利要求1所述的花状钴酸锰，其特征在于，所述纳米片排列在所述实心核表面并 相互交织。3. 如权利要求1或2所述的花状钴酸锰，其特征在于，所述纳米片片层平均厚度为5nm~ 60nm，所述实心核体平均尺寸为0· Ιμπι~1 ·Ομηι。4. 如权利要求1-3任一项所述的花状钴酸锰的制备方法，其特征在于，包括： 将醋酸钴和醋酸锰溶于乙二醇中，加入表面活性剂十二烷基硫酸钠，搅拌均匀形成混 合溶液； 将所述混合溶液加入反应釜进行溶剂热反应； 溶剂热反应结束后通过分离、洗涤得到产物，将所述产物进行焙烧得到花状钴酸锰。5. 如权利要求4所述的花状钴酸锰的制备方法，其特征在于，所述溶剂热反应的反应温 度为140°C~200°C，所述溶剂热反应的反应时间为1小时~24小时。6. 如权利要求5所述的花状钴酸锰的制备方法，其特征在于，所述溶剂热反应的反应温 度为160°C~190°C，所述溶剂热反应的反应时间为6小时~15小时。7. 如权利要求4所述的花状钴酸锰的制备方法，其特征在于，将所得产物进行焙烧为： 将所得产物在300°C~400°C下焙烧1.5小时至3小时。8. 如权利要求4-7任一项所述的花状钴酸锰的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中 钴离子与锰离子的摩尔比为2.0,钴离子的浓度为35mmol/l~150mmol/l，所述混合溶液中 钴离子和十二烷基硫酸钠的摩尔比为〇. 5~2.5。9. 如权利要求8所述的花状钴酸锰的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中钴离子的 浓度为35mmol/l~100mmol/l，所述钴离子和十二烷基硫酸钠的摩尔比为0.5~1.5。10. 如权利要求8所述的花状钴酸锰的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中钴离子 的浓度为50mmol/l~90mmol/l，所述钴离子和十二烷基硫酸钠的摩尔比为1.0~1.5。
【专利摘要】本发明提供了一种花状钴酸锰及其制备方法，属于无机过渡金属氧化物材料合成领域。花状钴酸锰由纳米片和实心核体共同组装形成。本发明提供的花状钴酸锰通过以下方法制得：将醋酸钴和醋酸锰溶于乙二醇中，加入表面活性剂十二烷基硫酸钠，搅拌均匀形成混合溶液；然后将混合溶液加入反应釜进行溶剂热反应，在溶剂热反应结束后通过分离、洗涤得到产物，然后得到的产物进行焙烧得到花状钴酸锰。本发提供的该制备工艺方法简便、过程简捷，易于实施。
【IPC分类】C01G51/00, B82Y30/00, B82Y40/00
【公开号】CN105502518
【申请号】CN201511020201
【发明人】刘爱凤, 车红卫
【申请人】河北工程大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月30日