的制備方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種Mn3〇4的制備方法，特別涉及一種方框狀Mn3〇4的制備方法。
【背景技術】
[0002] Μη304是一種穩定的錳氧化物，廣泛應用于陶瓷、印染、電池、超級電容器、數據存 儲、共振成像、藥物輸送和生物傳感器等領域。Mn3〇4納米結構因具有納米粒子的小尺寸效 應、界面效應、表面效應、量子效應以及宏觀量子遂道效應，在光、電、磁等方面將會表現出 比體相材料更加優異的性能。ΜΠ3〇4納米結構的制備方法按原理可分為低價猛的氧化和高價 錳的還原兩類。納米材料的性質與其形貌有著密切的關系，如何制備形貌一致的納米Μη3〇4 直接關系到其在工業生產中的應用。近年來，有文獻報道了溶膠-凝膠模板法和溶劑熱等方 法制備Μη304納米結構，但未見有以ΚΜη04和甲酰胺為主要原料，在沒有表面活性劑和模板的 參與下，一步水熱合成方框狀Μη3〇4納米結構的報道。
[0003] 《廣西大學學報：自然科學版》2012年第3期公開了一篇《溶膠-凝膠模板法制備有 序Μη304納米線陣列》，該方法以醋酸錳為前驅體，利用多孔陽極氧化鋁膜為模板，通過溶膠-凝膠法成功制備出Μη304納米線陣列。該方法的不足是:操作繁瑣，且需要外加模板。
[0004] 《無機化學學報》2005年第6期公開了一篇《Μη3〇4的溶劑熱法制備及晶粒生長動力 學研究》，該方法采用Μη02和乙醇為原料和溶劑，利用溶劑熱還原法直接合成Μη304。該合成 反應的反應溫度較高（180°C~220°C)，且產物顆粒有團聚現象。
[0005] 《人工晶體學報》2010年第6期公開了一篇《Μη304納米粒子的合成及表征》，該方法 以ΚΜη04和乙醇為原料，首先在常壓下50~60°C反應生成前驅物，然后將此前驅物轉移至反 應釜中，在190°C反應4h，采用溶劑熱法合成Μη304納米粒子。該合成方法主要包括兩道工序， 且反應溫度較高，產物沒有特定的幾何外形。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種無需模板，形貌單一，工藝簡單，操作簡便，條件溫和， 適于工業化生產的方框狀Mn3〇4的制備方法。
[0007] 實現本發明的技術方案是:一種方框狀Mn3〇4的制備方法，以高錳酸鉀、甲酰胺和水 作為原料進行水熱反應，反應結束后，經后處理得到方框狀Μη304。
[0008]具體地，所述水熱反應的條件為:在100-180°C的溫度下進行水熱反應2_24h。
[0009]具體地，所述后處理是將反應后的產物進行固液分離，依次用蒸餾水、乙醇洗滌分 離后的固體，最后在50-100°C的溫度下干燥得到方框狀Mn3〇4。
[0010]作為優選，所述干燥固體的溫度為60-90°C。
[0011] 作為優選，所述高錳酸鉀和水的重量比為1:25-40。
[0012] 作為優選，所述甲酰胺和水的混合體積比為2:1-3。
[0013]本發明所闡述的一步法制備方框狀Μη304納米結構，其優點主要表現為以下幾方 面：
[0014] 1)制造工藝簡單，不需外加表面活性劑且沒有模板的作用。
[0015] 2)反應條件溫和，工藝簡單、生產周期短，易于作業。
[0016]3)所制備的方框狀Mn3〇4形貌一致。
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0018]圖1為實施例1制得方框狀Mn3〇4的掃描電鏡照片；
[0019]圖2為實施例1制得方框狀Mn3〇4的透射電鏡照片。
【具體實施方式】
[0020] 現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以 示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。
[0021] 實施例1
[0022]將0.20克高錳酸鉀，溶解在10mL甲酰胺和5mL水的混合液中，充分攪拌后，將反應 混合液轉移到水熱反應釜，120°C下反應24小時后，將所得反應混合物進行固液分離，并用 水、乙醇多次洗滌固體產品，然后將固體產品在l〇〇°C干燥，即可得方框狀Mn3〇4,如圖1、圖2 所示。
[0023]實施例2~實施例6
[0024]各實施例與實施例1基本相同，不同之處見表1。
[0025]表1
[0026]
[0027]以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完 全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術 性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。
【主權項】
1. 一種方框狀Mn3〇4的制備方法，其特征在于：以高錳酸鉀、甲酰胺和水作為原料進行水 熱反應，反應結束后，經后處理得到方框狀ΜΠ3〇4。2. 根據權利要求1所述的方框狀Μη3〇4的制備方法，其特征在于：所述水熱反應的條件 為:在100-180°C的溫度下進行水熱反應2-24h。3. 根據權利要求1所述的方框狀Mn3〇4的制備方法，其特征在于:所述后處理是將反應后 的產物進行固液分離，依次用蒸餾水、乙醇洗滌分離后的固體，最后在50_100°C的溫度下干 燥得到方框狀Mn3〇4。4. 根據權利要求3所述的方框狀Mn3〇4的制備方法，其特征在于:所述干燥固體的溫度為 60-90。。。5. 根據權利要求1所述的方框狀Mn3〇4的制備方法，其特征在于:所述高錳酸鉀和水的重 量比為1:25-40。6. 根據權利要求1所述的方框狀Mn3〇4的制備方法，其特征在于:所述甲酰胺和水的混合 體積比為2:1-3。
【專利摘要】本發明公開一種方框狀Mn3O4的制備方法，屬于納米材料制造和化工領域。本發明的方框狀Mn3O4的制備方法，是按照2:1-3的體積比將甲酰胺和水混合，然后將高錳酸鉀溶解在上述混合體系中，在100-200℃的溫度下進行水熱反應2-24h，然后將反應后的產物進行固液分離，依次用蒸餾水、乙醇洗滌分離后的固體，最后在50-100℃的溫度下干燥得到方框狀Mn3O4。本發明方法的優點是：方框狀Mn3O4制造工藝簡單，無需模板，條件溫和，設備投入小，生產周期短。
【IPC分類】C01G45/02
【公開號】CN105439205
【申請號】CN201511023835
【發明人】李中春
【申請人】江蘇理工學院
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年12月30日