的制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种Mn3〇4的制备方法，特别涉及一种方框状Mn3〇4的制备方法。
【背景技术】
[0002] Μη304是一种稳定的锰氧化物，广泛应用于陶瓷、印染、电池、超级电容器、数据存 储、共振成像、药物输送和生物传感器等领域。Mn3〇4纳米结构因具有纳米粒子的小尺寸效 应、界面效应、表面效应、量子效应以及宏观量子遂道效应，在光、电、磁等方面将会表现出 比体相材料更加优异的性能。ΜΠ3〇4纳米结构的制备方法按原理可分为低价猛的氧化和高价 锰的还原两类。纳米材料的性质与其形貌有着密切的关系，如何制备形貌一致的纳米Μη3〇4 直接关系到其在工业生产中的应用。近年来，有文献报道了溶胶-凝胶模板法和溶剂热等方 法制备Μη304纳米结构，但未见有以ΚΜη04和甲酰胺为主要原料，在没有表面活性剂和模板的 参与下，一步水热合成方框状Μη3〇4纳米结构的报道。
[0003] 《广西大学学报：自然科学版》2012年第3期公开了一篇《溶胶-凝胶模板法制备有 序Μη304纳米线阵列》，该方法以醋酸锰为前驱体，利用多孔阳极氧化铝膜为模板，通过溶胶-凝胶法成功制备出Μη304纳米线阵列。该方法的不足是:操作繁琐，且需要外加模板。
[0004] 《无机化学学报》2005年第6期公开了一篇《Μη3〇4的溶剂热法制备及晶粒生长动力 学研究》，该方法采用Μη02和乙醇为原料和溶剂，利用溶剂热还原法直接合成Μη304。该合成 反应的反应温度较高（180°C~220°C)，且产物颗粒有团聚现象。
[0005] 《人工晶体学报》2010年第6期公开了一篇《Μη304纳米粒子的合成及表征》，该方法 以ΚΜη04和乙醇为原料，首先在常压下50~60°C反应生成前驱物，然后将此前驱物转移至反 应釜中，在190°C反应4h，采用溶剂热法合成Μη304纳米粒子。该合成方法主要包括两道工序， 且反应温度较高，产物没有特定的几何外形。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种无需模板，形貌单一，工艺简单，操作简便，条件温和， 适于工业化生产的方框状Mn3〇4的制备方法。
[0007] 实现本发明的技术方案是:一种方框状Mn3〇4的制备方法，以高锰酸钾、甲酰胺和水 作为原料进行水热反应，反应结束后，经后处理得到方框状Μη304。
[0008]具体地，所述水热反应的条件为:在100-180°C的温度下进行水热反应2_24h。
[0009]具体地，所述后处理是将反应后的产物进行固液分离，依次用蒸馏水、乙醇洗涤分 离后的固体，最后在50-100°C的温度下干燥得到方框状Mn3〇4。
[0010]作为优选，所述干燥固体的温度为60-90°C。
[0011] 作为优选，所述高锰酸钾和水的重量比为1:25-40。
[0012] 作为优选，所述甲酰胺和水的混合体积比为2:1-3。
[0013]本发明所阐述的一步法制备方框状Μη304纳米结构，其优点主要表现为以下几方 面：
[0014] 1)制造工艺简单，不需外加表面活性剂且没有模板的作用。
[0015] 2)反应条件温和，工艺简单、生产周期短，易于作业。
[0016]3)所制备的方框状Mn3〇4形貌一致。
【附图说明】
[0017]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0018]图1为实施例1制得方框状Mn3〇4的扫描电镜照片；
[0019]图2为实施例1制得方框状Mn3〇4的透射电镜照片。
【具体实施方式】
[0020] 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以 示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0021] 实施例1
[0022]将0.20克高锰酸钾，溶解在10mL甲酰胺和5mL水的混合液中，充分搅拌后，将反应 混合液转移到水热反应釜，120°C下反应24小时后，将所得反应混合物进行固液分离，并用 水、乙醇多次洗涤固体产品，然后将固体产品在l〇〇°C干燥，即可得方框状Mn3〇4,如图1、图2 所示。
[0023]实施例2~实施例6
[0024]各实施例与实施例1基本相同，不同之处见表1。
[0025]表1
[0026]
[0027]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完 全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术 性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1. 一种方框状Mn3〇4的制备方法，其特征在于：以高锰酸钾、甲酰胺和水作为原料进行水 热反应，反应结束后，经后处理得到方框状ΜΠ3〇4。2. 根据权利要求1所述的方框状Μη3〇4的制备方法，其特征在于：所述水热反应的条件 为:在100-180°C的温度下进行水热反应2-24h。3. 根据权利要求1所述的方框状Mn3〇4的制备方法，其特征在于:所述后处理是将反应后 的产物进行固液分离，依次用蒸馏水、乙醇洗涤分离后的固体，最后在50_100°C的温度下干 燥得到方框状Mn3〇4。4. 根据权利要求3所述的方框状Mn3〇4的制备方法，其特征在于:所述干燥固体的温度为 60-90。。。5. 根据权利要求1所述的方框状Mn3〇4的制备方法，其特征在于:所述高锰酸钾和水的重 量比为1:25-40。6. 根据权利要求1所述的方框状Mn3〇4的制备方法，其特征在于:所述甲酰胺和水的混合 体积比为2:1-3。
【专利摘要】本发明公开一种方框状Mn3O4的制备方法，属于纳米材料制造和化工领域。本发明的方框状Mn3O4的制备方法，是按照2:1-3的体积比将甲酰胺和水混合，然后将高锰酸钾溶解在上述混合体系中，在100-200℃的温度下进行水热反应2-24h，然后将反应后的产物进行固液分离，依次用蒸馏水、乙醇洗涤分离后的固体，最后在50-100℃的温度下干燥得到方框状Mn3O4。本发明方法的优点是：方框状Mn3O4制造工艺简单，无需模板，条件温和，设备投入小，生产周期短。
【IPC分类】C01G45/02
【公开号】CN105439205
【申请号】CN201511023835
【发明人】李中春
【申请人】江苏理工学院
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月30日