一种“桃形”Mn2O3/C颗粒的制备方法与流程

文档序号：12726534阅读：243来源：国知局

本发明涉及一种Mn₂O₃/C颗粒的制备方法，特别涉及一种“桃形”Mn₂O₃/C颗粒的制备方法。

背景技术：

三氧化二锰被广泛应用于各类催化氧化反应，例如对CO气体的氧化，甲烷气体的催化燃烧，以及应用于水处理领域作为催化剂来降解废水中的有机物。而且，通过形貌结构的控制来影响材料的性能已成为纳米材料研究的趋势。近年来，三氧化二锰作为新型载体应用于电化学催化反应受到越来越多的关注，然而由于三氧化二锰本身电导率低，比表面积较小等缺点，限制了其应用。因此，提高三氧化二锰的电导率以及比表面积成为研究的热点。目前，制备三氧化二锰和碳的复合材料是解决纯三氧化二锰材料电导率低的有效途径，并且调控该复合材料的形貌是增大其比表面积的常用办法。在这样的背景下，寻找工艺简单，价格低廉的制备方法显得尤为必要。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种工艺简单，便于大批量生产“桃形”Mn₂O₃/C颗粒的方法，且该颗粒表面疏松多孔。

一种“桃形”Mn₂O₃/C颗粒的制备方法，将锰盐、碳源和络合剂混合，然后利用水热法合成，过滤、清洗、高温煅烧得到“桃形”Mn₂O₃/C颗粒，具体包含以下操作步骤：

(1)将锰盐配制成锰盐溶液，然后加入碳源、络合剂，搅拌得到混合溶液，其中锰盐：碳源：络合剂成0.20～4.29:1:4.24～62.5物质的量的比；

(2)将步骤(1)中所得混合溶液转入容器中进行水热反应，反应温度为130～180摄氏度，保温时间为15～30小时，然后自然冷却，得到水热产物；

(3)将步骤(2)中所得水热产物经过滤、洗涤、干燥和研磨处理后，得到干燥粉末；

(4)将步骤(3)中所得干燥粉末进行煅烧，以1～5摄氏度/分钟的速率升温至500～1000摄氏度，保温2～10小时，然后自然冷却，即得产品。

其中，步骤(1)中所述锰盐溶液包括锰盐的无机盐水溶液和有机盐溶液，所述锰盐溶液的浓度为0.05～0.5摩尔/升。

其中，步骤(1)中所述的锰盐为无机锰盐或有机锰盐。

其中，所述的无机锰盐为硝酸锰、氯化锰、硫酸锰、高氯酸锰、乙酸锰、碳酸锰、氟化锰、硫化锰、碘化锰、磷酸二氢锰、五羰基溴锰、锰酸钠、锰酸钾、锰酸铵、高锰酸锂、高锰酸钠、高锰酸钾、高锰酸铵、高锰酸钙、高锰酸钡、高锰酸锌、高锰酸镁、高锰酸汞、高锰酸镉以及高锰酸铷中任意一种或几种的组合；所述的有机锰盐为：乙酰丙酮锰、亚已基二硫代氨基甲酸锰、环烷酸锰、乙二胺四乙酸二钠锰、2-甲基环戊二烯三羰基锰和环戊二烯基合锰中任意一种或几种的组合。

其中，步骤(1)中所述的碳源为甲醇、乙醇、乙二醇、异丙醇、丙三醇、正丁醇、葡萄糖、蔗糖、淀粉、尿素、硫脲、脲、壳聚糖、苯酚、苯乙烯、聚苯乙烯、柠檬酸三铵、抗坏血酸、三聚氰胺、乙腈、甲酸铵、乙酸铵、苯胺、苯二胺、间苯二胺、乙醇胺、一乙醇胺、聚丙烯酰胺、N-二甲基甲酰胺以及辛二胺中任意一种或几种的组合。

其中，步骤(1)中所述的络合剂为咪唑、咪唑啉、苯并咪唑、氟苯咪唑、1-甲基咪唑、1-乙基咪唑、1-丙基咪唑、1-苄基咪唑、1-辛基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-丙基咪唑、2-丁基咪唑、2-氨基咪唑、2-硝基咪唑、2-苯基咪唑、2-咪唑烷酮、4-甲基咪唑、4-氨基咪唑、4-硝基咪唑、4-苯基咪唑、4-咪唑甲醛、4-氯咪唑、4-溴咪唑、吡啶、2-氟吡啶、2-氯吡啶、2-溴吡啶、2-碘吡啶、2-肼吡啶、3-氟吡啶、3-氯吡啶、3-溴吡啶、3-碘吡啶、4-氟吡啶、4-碘吡啶、五氟吡啶、五氯吡啶、吡咯、吡咯烷、1-甲基吡咯、1-苄基吡咯、吡咯-2-甲酸、吡咯-2-甲醛、吡咯-3-甲酸、1-甲基吡咯烷、2-甲基吡咯烷、2-苄基吡咯烷、3-羟基吡咯烷以及4-吡咯烷丁胺中任意一种或几种的组合。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

将锰盐、碳源和络合剂混合，利用水热法形成MnCO₃/C前驱体，最终通过高温煅烧制得“桃形”Mn₂O₃/C颗粒；本发明工艺简单，重复性高，所用原材料价格低廉，来源广泛，并且反应最终产物为金属氧化物与碳的复合材料，没有毒性，对环境友好。

附图说明

图1为本发明实施例1得到的“桃形”Mn₂O₃/C颗粒的X-射线衍射图(XRD)。

图2为本发明实施例1得到的“桃形”Mn₂O₃/C颗粒的扫描电镜图(SEM)；其中，图(a)低倍(放大2200倍)；图(b)高倍(放大8000倍)。

具体实施方式

下面结合附图具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

实施例1