纳米mn2o3粉末的制备及应用

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1、纳米Mn2O3粉末的制备及应用摘要：Mn2O3是两性氧化物之一，应用广泛，本文主要介绍了Mn2O3纳米粉末的制备方法，对纳米Mn2O3粉末的应用作了简单描述，并对其发展前景作出了展望。关键词：Mn2O3：纳米材料：方铁锰矿：应用引百锰元素的氧化物，以其多样的电学、磁学及催化等方面的特性而倍受人们的关注，其中方铁锰矿型MnA,纳米粉体用作电极材料和催化剂时，其性能明©优于其它锰氧化物。MnA作为催化剂被广泛应用于CO和有机污染物的氧化催化以及氮氧化物的还原反应屮，同时也是同相法合成锂离子二次电池正极材料LiMnA的最佳原料之一。我国锰原料储备丰富，因此MnA纳米材料的制备

2、和应用研究具有重要意义。1纳米Mn203简介1.1纳米材料纳米材料是近代科学上的一个重大发现，已成为材料科学研究的前沿热点领域，受到广泛重视。纳米材料是指在三维空间至少有一维处于纳米尺度范围或由它们组成基本单元构成的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。这大约相当于10—100个原子紧密排列在一起的尺度。通常材料的性能与其颗粒尺寸的关系极为密切，当小颗粒尺寸进入纳米量级时，其本身具有体积效应、表明效应、量子效应和宏观量子隧道效应等。从而使其具有奇异的力学、电学、光学、热血、化学活性、催化和超导特性，使纳米材料在各种领域具有重要的应用价值。纳米材料大致可分为纳米粉末、

3、纳米纤维、纳米膜、纳米诀体四类。其中纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟，是生产某它三类产品的基础。纳米粉末又称为超微粉或超细粉，一般指粒度在100纳米以下的粉末或颗粒，是一种介于原子、分子与宏观物体之间处于中间态的固体颗粒材料。纳米纤维指直径为纳米尺度而长度较大的线状材料。纳米膜分为颗粒膜与致密膜。颗粒膜是纳米颗粒粘在一起，中间有极为细小的间隙的薄膜。致密膜指膜层致密但晶粒尺寸为纳米级的薄膜。纳米块体是将纳米粉末高压成型或控制金属液体结晶而得到的纳米晶粒材料。Mn2O3纳米粉末MnA属于过渡族金属元素氧化物，黑色晶体，有毒。相对密度4.50,难溶于水、醋酸，不溶于冷盐酸

4、，溶于热浓盐酸、热硝酸及热硫酸，108CTC脱氧，细粉尘可燃。氢气还原时在230°C生成四氧化三锰，300°C以上生成氧化亚锰（MnO）。由二氧化锰在空气屮加热至530〜940°C制得。纳米Mn晶粉末是指颗粒尺寸在纳米尺度范围内的MnA颗粒。Mn2O3有三种晶型：a,（3和丫型。自然界巾只存在a—Mn203,MnA是一种两性氧化物，是固相法合成锂离子二次电池正极紂料LiMn20,的最桂原料之一，此外，在降低环境污染分解N20的研宂中Mn203的催化活性明显优于其它锰氧化物，并在对氯苯甲醛，对溴苯甲醛等有机物的合成工艺屮，作为氧化剂广泛使用。在半导体材料的制备中，MnA还

5、可以用于消除废气中有机物。Mn203纳米粉末的制备Mn203纳米粉末的制备方法有很多种，而且每种方法的效果不一样，一般而言，纳米材料的制备按反应物的聚集状态分为液相法、气相法和同相法。气朴I法是直接利用气体或利用各种手段将物质变成气体，使之在气体状态下发生物理变化或化学变化的A法；液相法是指在均相溶液中，通过各种方式使溶质和溶剂分离，溶质形成形状、大小一定的颗粒，得到所耑粉末的前驱体，加热分解后得到纳米颗粒的方法；固相法是指把固相原料通过降低尺、或重新组合制备纳米粉体的方法。本文主要介绍了Mn2O3纳米粉末制备中常用的三种方法，如下：1水热法2.1.1方法水热法是指在特

6、制的密闭的反应容器屮，采用水溶液作为反应体系，通过对反应体系加热而产生高压，从而进行无机材料的合成与制备，再经分离和热处理得到纳米微粒。在水热法中，液态或气态是传递压力的媒介，水热条件下离子反应和水解反应可以得到快速和促进，使一些在常温下反应速度很慢的热力学反应，在水热条件下可以实现快速反应。水热法通过高压釜中适合水热条件下的化学反应，实现从原子、分子级的微粒构筑和晶体生长。李斌、杜芳容等人利用水热合成法成功制备出MihOs纳米粉末，方法如下：配制一定浓度的硝酸锰溶液，按一定锰盐与尿素比例配制尿素溶液，将两者充分混合后(适当加入-•定种类和用量的表面活性剂)装入有聚卩4

7、氟乙烯内衬的高压釜中，在120°C—18(TC间反应8—36h,得到肤色的巾间产物MnCOs，将巾间产物洗涤、干燥后，置于马弗炉中在一定温度下锻烧后即可得到黑色纯方铁锰矿Mn2()3[1]*[n[3]。2.1.2主要工艺及优缺点水热法是一种高效的纳米材料合成方法，采用水热法获得的产物通常纯度高、粒径分布窄、结晶较好，但反应条件苛刻，制备周期较长。利用水热合成法制备MnA纳米粉末，其反应物配比、反应时间、反应物浓度、表面活性剂对产物都有影响。1、水热反应的温度对所得屮间产物的种类有影响，进而影响煅烧后产物的晶型结构；2、煅烧温度对产物晶型结