專利名稱：一步合成錳氧化物納米粒子的方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種錳氧化物納米粒子的制備方法，屬于功能無機材料領域，也屬于納米禾斗 學技術(shù)領域。
背景技術(shù)：
作為一種過渡金屬氧化物，錳氧化物在催化、陶瓷及作為電源電極等方面有著廣泛的應 用。如在催化方面，錳氧化物為催化作用較好的催化劑，如錳氧化物可有效地催化臭氧的分 解。研究表明，納米氧化物材料的不同微觀形貌對其性能有著重要的影響。
納米氧化物的制備方法包括氣相法、液相法、固相法。其中液相法包括沉淀法、溶膠-凝膠法、熱分解法、水熱和溶劑熱合成法、微乳液法等。其中，熱分解法因其能對形貌有較 好的控制作用而被廣泛的采用。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種一步合成錳氧化物納米粒子的方法，該方法工藝簡單、環(huán)保、 生產(chǎn)成本較低。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是 一步合成錳氧化物納米粒子的方法，其特征
在于它包括以下步驟按錳鹽表面活性劑溶劑1-十八烯的配比為(0. 5 2) mrnol : (2 4) mL: (5 10) mL，選取錳鹽、表面活性劑和1-十八烯，備用；將錳鹽、表面活性劑和 1-十八烯混合，置于三口燒瓶中，采用無水無氧技術(shù)除去體系的空氣(即抽真空至-0.1Pa再 通入氮氣；反復3次)，室溫下在氮氣保護下攪拌至固體完全溶解；然后加熱到280 33(TC， 至溶液產(chǎn)生混濁后再反應5 60min，冷卻至室溫；再用正己烷和乙醇的混合液(正己烷乙 醇的體積比=1: 1 4: 1)洗滌2 3次后，真空干燥，得到錳氧化物納米粒子。
所述的錳鹽為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。
所述的表面活性劑為油酸、硬脂酸、油胺、三辛基胺中的任意一種或任意二種以上(含 任意二種)的混合，任意二種以上(含任意二種)混合時為任意配比。
所述的錳氧化物納米粒子分布均勻，粒徑在50 200nm之間。
本發(fā)明采用表面活性劑輔助的熱分解法，在高溫下分解Mri鹽，形成錳氧化物納米粒子， 通過選擇合適的表面活性劑、控制反應物的濃度、添加表面活性劑的量，有效地控制了納米 粒子的微觀形貌。本發(fā)明采用一步合成法制得了錳氧化物納米粒子，工藝簡單、環(huán)保、能夠 較好的控制產(chǎn)品的形貌、尺寸、分散性。本發(fā)明作為一種新型的無機納米材料，可用于催化、 陶瓷及作為電源電極等方面。
圖1是實施例1的錳氧化物納米粒子的形貌圖； 圖2是實施例2的錳氧化物納米粒子的形貌圖； 圖3是實施例1的錳氧化物納米粒子的XRD圖； 具體實施方法
為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實施例進一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容部 僅僅局限于下面的實施例。 實施例l:
一步合成錳氧化物納米粒子的方法，它包括以下步驟:取摩爾數(shù)為0. 5mmo1的Mn(HC00)2， 加入lmL油酸和lmL油胺作為表面活性劑，加入溶劑l-十八烯(Alfa Aesar， tech)5mL，置 于三口燒瓶中，采用無水無氧技術(shù)除去體系的空氣(即抽真空至-0.1Pa再通入氮氣，反復3 次)，室溫下在氮氣保護下攪拌至固體完全溶解；然后加熱到28(TC，至溶液產(chǎn)生混濁后再反
應5min，冷卻至室溫；再用正己烷和乙醇的混合液(正己烷乙醇的體積比=1: 1)洗滌
3次后，真空干燥，得到錳氧化物(Mn0)納米粒子。
錳氧化物納米粒子的形貌見圖1，錳氧化物納米粒子的XRD圖見圖3;圖1說明所得納 米粒子分布均勻，粒徑在50 200nm之間，圖3說明所得的納米顆粒為MnO。與傳統(tǒng)的制備 錳氧化納米粒子的方法高溫注入法相比，該方法避免使用現(xiàn)有技術(shù)中廣泛采用的三辛基膦等 昂貴且毒性大的化合物，合成步驟簡單，操作簡便，工藝簡單，環(huán)保，生產(chǎn)成本較高溫注入 法等低20%左右。
實施例2:
一步合成錳氧化物納米粒子的方法，它包括以下步驟取摩爾數(shù)為lmmol的MnCl2，加 入2mL油酸和2mL三辛基胺作為表面活性劑，加入溶劑1-十八烯(Alfa Aesar， tech)5mL， 置于三口燒瓶中，采用無水無氧技術(shù)除去體系的空氣(即抽真空至-O. lPa再通入氮氣，反復 3次)，室溫下在氮氣保護下攪拌至固體完全溶解；然后加熱到31(TC，至溶液產(chǎn)生混濁后再
反應15分鐘，冷卻至室溫；再用正己烷和乙醇的混合液(正己烷乙醇的體積比=1: 1)
洗滌3次后，真空干燥，得到錳氧化物(MnO)納米粒子。
錳氧化物納米粒子的形貌見圖2，圖2說明錳氧化物納米粒子分布均勻，粒徑在50 200nm之間。與傳統(tǒng)的制備錳氧化納米粒子的方法高溫注入法相比，該方法避免使用現(xiàn)有技 術(shù)中廣泛采用的三辛基膦等昂貴且毒性大的化合物，合成步驟簡單，操作簡便，工藝簡單， 環(huán)保，生產(chǎn)成本較高溫注入法等低20%左右。
實施例3;
一步合成錳氧化物納米粒子的方法，它包括以下步驟取摩爾數(shù)為2mmo1的 Mn(CH3C00)2.4H20，加入2mL油酸和2mL三辛基胺作為表面活性劑，加入溶劑1-十八烯(Alfa Aesar， tech) 10mL，置于三口燒瓶中，采用無水無氧技術(shù)除去體系的空氣(即抽真空至-0. 1Pa 再通入氮氣；反復3次)，室溫下在氮氣保護下攪拌至固體完全溶解；然后加熱到33(TC，至
溶液產(chǎn)生混濁后再反應60分鐘，冷卻至室溫；再用正己垸和乙醇的混合液(正己烷乙醇的
體積比=2: 1)洗滌3次后，真空干燥，得到錳氧化物(MnO)納米粒子。實施例4:
一步合成錳氧化物納米粒子的方法，它包括以下步驟取摩爾數(shù)為2mrao1的 Mn(CH3C00)2.4H20，加入2mL硬脂酸和2mL三辛基胺作為表面活性劑，加入溶劑l-十八烯(Alfa Aesar，tech)10mL，置于三口燒瓶中，采用無水無氧技術(shù)除去體系的空氣(即抽真空至-0. 1Pa， 再通入氮氣；反復3次)，室溫下在氮氣保護下攪拌至固體完全溶解；然后加熱到31(TC，至 溶液產(chǎn)生混濁后再反應15分鐘，冷卻至室溫；再用正己烷和乙醇的混合液(正己烷乙醇的 體積比=4: 1)洗滌3次后，真空干燥，得到錳氧化物(Mn0)納米粒子。
實施例5:
一步合成錳氧化物納米粒子的方法，它包括以下步驟取摩爾數(shù)為lmmol的MnCl2.2H20， 加入2mL油酸作為表面活性劑，加入溶劑1-十八烯10mL (Alfa Aesar， tech)，置于三口燒 瓶中，采用無水無氧技術(shù)除去體系的空氣(即抽真空至-0. 1Pa，再通入氮氣；反復3次)， 室溫下在氮氣保護下攪拌至固體完全溶解；然后加熱到310'C，至溶液產(chǎn)生混濁后反應15分 鐘，冷卻至室溫；再用正己烷和乙醇的混合液(正己烷乙醇的體積比=1: 1)洗滌2次
后，真空干燥，得到錳氧化物(MnO)納米粒子。
本發(fā)明所列舉的各原料都能實現(xiàn)本發(fā)明，以及各原料的上下限、區(qū)間取值都能實現(xiàn)本發(fā) 明，在此不一一列舉實施例。本發(fā)明工藝參數(shù)(如溫度、時間)的上下限、區(qū)間取值都能實現(xiàn) 本發(fā)明，在此不一一列舉實施例。
權(quán)利要求
1.一步合成錳氧化物納米粒子的方法，其特征在于它包括以下步驟按錳鹽∶表面活性劑∶溶劑1-十八烯的配比為(0.5～2)mmol∶(2～4)mL∶(5～10)mL，選取錳鹽、表面活性劑和1-十八烯，備用；將錳鹽、表面活性劑和1-十八烯混合，置于三口燒瓶中，采用無水無氧技術(shù)除去體系的空氣，室溫下在氮氣保護下攪拌至固體完全溶解；然后加熱到280～330℃，至溶液產(chǎn)生混濁后再反應5～60min，冷卻至室溫；再用正己烷和乙醇的混合液洗滌2～3次后，真空干燥，得到錳氧化物納米粒子。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一步合成錳氧化物納米粒子的方法，其特征在于所述的錳鹽 為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. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一步合成錳氧化物納米粒子的方法，其特征在于所述的表面 活性劑為油酸、硬脂酸、油胺、三辛基胺中的任意一種或任意二種以上的混合，任意二種以 上混合時為任意配比。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一步合成錳氧化物納米粒子的方法，其特征在于正己垸和乙醇的混合液由正己烷和乙醇組成，正己烷乙醇的體積比=1: 1 4: 1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一步合成錳氧化物納米粒子的方法，其特征在于采用無水無 氧技術(shù)除去體系的空氣為抽真空至小于0.1Pa，再通入氮氣；反復3次。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種錳氧化物納米粒子的制備方法。一步合成錳氧化物納米粒子的方法，其特征在于它包括以下步驟按錳鹽∶表面活性劑∶溶劑1-十八烯的配比為(0.5～2)mmol∶(2～4)mL∶(5～10)mL，選取錳鹽、表面活性劑和1-十八烯，備用；將錳鹽、表面活性劑和1-十八烯混合，置于三口燒瓶中，采用無水無氧技術(shù)除去體系的空氣，室溫下在氮氣保護下攪拌至固體完全溶解；然后加熱到280～330℃，至溶液產(chǎn)生混濁后再反應5～60min，冷卻至室溫；再用正己烷和乙醇的混合液洗滌2～3次后，真空干燥，得到錳氧化物納米粒子。該方法工藝簡單、環(huán)保，所得納米粒子分布均勻，粒徑可控制在50～200nm之間，有望在氧化-還原催化、鋰電池電極材料及磁性材料等方面有重要的應用。
文檔編號C01G45/00GK101659447SQ20091027223
公開日2010年3月3日 申請日期2009年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月27日
發(fā)明者璐 劉, 瑜 王, 章橋新, 進 黃 申請人:武漢理工大學