三氧化二錳納米結(jié)構(gòu)的調(diào)控方法及三氧化二錳粉體的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種三氧化二錳納米結(jié)構(gòu)的調(diào)控方法及三氧化二錳粉體，該方法包括以下步驟：將[Mn(BTO)(H2O)2]n粉末鋪散在長(zhǎng)方形氧化鋁坩堝中，將坩堝推入管式爐內(nèi)，在保護(hù)氣體下持續(xù)吹掃10～25min；以5～30℃/min的升溫速率升溫至300～600℃并在該溫度下保溫1～5h，加熱和保溫過(guò)程中都在保護(hù)氣體保護(hù)下進(jìn)行；煅燒完成后，以5～30℃/min的降溫速率冷卻至室溫，冷卻過(guò)程中在保護(hù)氣體保護(hù)下進(jìn)行，即可獲得不同納米結(jié)構(gòu)的三氧化二錳粉末。本方法通過(guò)氣氛調(diào)控獲得不同納米結(jié)構(gòu)的三氧化二錳粉末，制備方法簡(jiǎn)單，環(huán)保經(jīng)濟(jì)，有利于大規(guī)模制備三氧化二錳不同形貌顆粒。
【專利說(shuō)明】
三氧化二錳納米結(jié)構(gòu)的調(diào)控方法及三氧化二錳粉體
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于金屬氧化物材料領(lǐng)域，具體涉及一種三氧化二錳納米結(jié)構(gòu)的調(diào)控方法及三氧化二錳粉體，該調(diào)控方法涉及到煅燒氛圍調(diào)控得到不同納米結(jié)構(gòu)三氧化二錳。
【背景技術(shù)】
[0002]近些年，隨著納米技術(shù)的蓬勃發(fā)展，以納米材料作為吸附劑引起了人們廣泛的研究興趣，這主要是由于納米材料與生倶來(lái)的優(yōu)點(diǎn)如小尺寸、大的比表面積、高的化學(xué)活性等.研究發(fā)現(xiàn)錳氧化物具有較強(qiáng)的去污能力，在廢水處理方面應(yīng)用較多。所以合成的錳氧化物納米材料成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
[0003]目前，納米錳氧化物的制備方法主要集中在四氧化三錳和二氧化錳，其制備方法也只是通過(guò)水熱來(lái)合成，合成方法相對(duì)復(fù)雜，并且效率較低。另外，對(duì)于三氧化二錳的納米結(jié)構(gòu)制備方法更為少見(jiàn)。近年來(lái)，一種新穎的制備方法逐漸進(jìn)入納米領(lǐng)域當(dāng)中一一煅燒法。該方法可以通過(guò)溫度和氣氛控制來(lái)達(dá)到納米結(jié)構(gòu)調(diào)控的目的，并且相對(duì)來(lái)說(shuō)更加經(jīng)濟(jì)、綠色。所以本發(fā)明基于煅燒法，利用[Μη(ΒΤ0)(Η20)2]η多氮類含能化合物，在不同氣氛下進(jìn)行煅燒分解，合成出不同納米結(jié)構(gòu)的三氧化二錳材料。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種三氧化二錳納米結(jié)構(gòu)的調(diào)控方法。
[0005]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供采用上述調(diào)控方法獲得的不同納米結(jié)構(gòu)的三氧化二錳粉體。
[0006]為了達(dá)到上述的技術(shù)效果，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:
[0007]—種三氧化二錳納米結(jié)構(gòu)的調(diào)控方法，包括以下步驟:
[0008]步驟一:煅燒前體[Mn(BTO) (H2O)2L的處理:將[Mn(BTO)他0)2]?粉末鋪散在長(zhǎng)方形氧化鋁坩禍中，將坩禍推入管式爐內(nèi)，在保護(hù)氣體下持續(xù)吹掃10?25min;
[0009]步驟二:煅燒[Μη(Β??)(Η2θ)2]η:以5?30°C/min的升溫速率升溫至300?600°C并在該溫度下保溫I?5h，加熱和保溫過(guò)程中都在保護(hù)氣體保護(hù)下進(jìn)行；
[0010]步驟三:煅燒后產(chǎn)物的處理:煅燒完成后，以5?30°C/min的降溫速率冷卻至室溫，冷卻過(guò)程中在保護(hù)氣體保護(hù)下進(jìn)行，即可獲得不同納米結(jié)構(gòu)的三氧化二錳粉末。
[0011 ]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述的[Mn(BTO) (H2O)2L的制備方法如下:
[0012]步驟A:制備5，5’_聯(lián)四唑二氧羥銨鹽溶液:將5，5’_聯(lián)四唑二氧羥銨鹽與去離子水混合形成渾濁液體，然后加熱至溫度50?70°C并在該溫度下攪拌至5，5’_聯(lián)四唑-1，I ’ -二氧羥銨鹽完全溶解；
[0013]步驟B:制備金屬錳鹽溶液:將金屬錳鹽與去離子水混合，待完全溶解后加入一定量的無(wú)水乙醇；
[0014]步驟C:制備隔離層混合液:按照一定體積比取無(wú)水乙醇和水混合，作為隔離層混合液；
[0015]步驟D:制備[Mn(BTO) (H20)2]n晶體:將5，5 ’-聯(lián)四唑-1，I ’-二氧羥銨鹽溶液滴入試管中，然后滴加隔離層混合液，接著滴加金屬錳鹽溶液，置于恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)數(shù)天得到[Mn(BTO)(出0)2]?晶體。
[0016]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述的金屬錳鹽選自硫酸錳、硝酸錳、氯化錳、乙酸錳或乙酰丙酮錳。
[0017]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述的隔離層混合液中無(wú)水乙醇與水的體積之比為2:1、1:1 或 1:2。
[0018]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述的恒溫培養(yǎng)箱的溫度為30?50°C。
[0019]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，步驟D中滴加5，5’_聯(lián)四唑-1，1’_二氧羥銨鹽溶液、隔離層混合液或金屬錳鹽溶液時(shí)，滴管出口與液面的距離保持在5?7_。
[0020]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述的保護(hù)氣體為氮?dú)饣驓鍤狻?br>[0021]進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述的保護(hù)氣體為空氣或氧氣。
[0022]本發(fā)明還提供采用上述的三氧化二錳納米結(jié)構(gòu)的調(diào)控方法制得的三氧化二錳，當(dāng)保護(hù)氣體為氬氣或氮?dú)鈺r(shí)，所述的三氧化二錳為具有微孔的納米顆粒長(zhǎng)方形的三氧化二錳粉末。
[0023]本發(fā)明還提供采用上述的三氧化二錳納米結(jié)構(gòu)的調(diào)控方法制得的三氧化二錳，當(dāng)保護(hù)氣體為空氣或氧氣時(shí)，所述的三氧化二錳為10_20nm的單分散的三氧化二錳粉末。
[0024]下面對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的解釋說(shuō)明。
[0025]煅燒前對(duì)[Mn(BTO)(H2O) 2 ]n的處理，其目的在于獲得分子級(jí)別均一的前體材料，在煅燒時(shí)便于產(chǎn)生均一的金屬氧化物產(chǎn)品。
[0026]煅燒[Mn(BTO) (H20)2]n過(guò)程中，以一定的升溫速率升溫至300?600°C，若溫度低于300°C則生成無(wú)定型態(tài)的錳的氧化物形態(tài).；若溫度高于600°C，則生成四氧化三錳的形態(tài)；因此溫度為300?600 °C為合適的。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述的溫度為400?500 °C。
[0027]煅燒過(guò)程中，以5?30°C/min的升溫速率升溫至待定溫度，若升溫速率小于5°C/min，則煅燒產(chǎn)物不完全，生成其他副產(chǎn)物;若升溫速率高于30°C/min，則反應(yīng)過(guò)于劇烈導(dǎo)致產(chǎn)率過(guò)低；因此以5?30°C/min的升溫速率升溫至待定溫度是合適的。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，所述的升溫速率為15?25°C/min。
[0028]煅燒結(jié)束后，以5?30°C/min的降溫速率冷卻至溫度，并且在保護(hù)氣體的保護(hù)下進(jìn)行，其原因是防止副產(chǎn)物的生成。
[0029]在本發(fā)明的方法中，所述的步驟一、步驟二和步驟三的保護(hù)氣體為同一種保護(hù)氣體。
[0030]當(dāng)保護(hù)氣體為氬氣或氮?dú)鈺r(shí)，制得的三氧化二錳為具有介孔的納米顆粒長(zhǎng)方形的三氧化二錳粉末，其原理是BTO配體緩慢分解，產(chǎn)生一定量的氣體，但不足以使三氧化二錳納米顆粒分開(kāi)，所以形成具有介孔的三氧化二錳粉末。
[0031]當(dāng)保護(hù)氣體為空氣或氧氣時(shí)，制得的三氧化二錳為10-20nm的單分散的三氧化二錳粉末，其原理是有充足的氧氣提供時(shí)，BTO配體分解變的十分劇烈，在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量的氣體，將納米顆粒的三氧化二錳吹散分開(kāi)，得到單一均勻的納米顆粒。
[0032]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的有益效果:
[0033]本方法通過(guò)氣氛調(diào)控獲得不同納米結(jié)構(gòu)的三氧化二錳粉末，制備方法簡(jiǎn)單，環(huán)保經(jīng)濟(jì)，有利于大規(guī)模制備三氧化二錳不同形貌顆粒。制得的三氧化二錳粉末具有較高的比表面積，比表面積可達(dá)50.2m2/g和不同的外觀形貌。
【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1為實(shí)施例1制得的[Mn(BTO) (H2O) 2 ] ?晶體的掃描電鏡圖；
[0035]圖2為實(shí)施例2制得的[Mn(BTO)(出0)2]?晶體在氮?dú)夥諊碌腡G-DSC圖；
[0036]圖3為[Mn(BTO)(H2O)2]^體的單晶圖；
[0037]圖4為實(shí)施例6制備的具有微孔的納米顆粒長(zhǎng)方形三氧化二錳粉末的SEM圖；
[0038]圖5為實(shí)施例9制備的10?20nm的單分散的三氧化二錳粉末的SEM圖。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述和說(shuō)明。
[0040][Mn(BTO) (H20)2]n 的制備實(shí)施例:
[0041 ] 實(shí)施例1:
[0042](I)稱取20.0mg 5，5聯(lián)四唑-1，I’-二氧羥銨鹽并轉(zhuǎn)移至潔凈稱量瓶中，向稱量瓶中加入4mL的去離子水形成渾濁液體，然后加熱至溫度60°C并在該溫度下不斷攪拌直至5，5 ’ -聯(lián)四唑-1，I’ - 二氧羥銨鹽完全溶解。
[0043](2)稱量16.9mg的一水硫酸錳并轉(zhuǎn)移至潔凈稱量瓶中，向稱量瓶中加入ImL去離子水，待完全溶解后再加入3mL無(wú)水乙醇。
[0044](3)按照1:1的體積比配制4mL的無(wú)水乙醇和水的混合液體作為隔離層混合液。
[0045](4)取一直徑為1.lcm，高度為15cm的潔凈試管，插入置于水平臺(tái)面的試管架內(nèi)并保持試管與臺(tái)面垂直。用長(zhǎng)度不小于15cm的細(xì)滴管吸取5，5’_聯(lián)四唑-1，1’_二氧羥銨鹽溶液，將滴管伸入試管至底部緩慢擠出液體。換一根的潔凈滴管吸取隔離層混合液并將滴管伸入試管，滴管出口到達(dá)液面上方5mm處時(shí)逐滴滴加乙醇和水混合液。隨著液面的上升實(shí)時(shí)調(diào)整滴管伸入深度，滴管出口與液面的距離要始終保持在5mm左右。滴加速度以不產(chǎn)生上下兩種液體混合為宜。換一根的潔凈滴管吸取硫酸錳溶液并將滴管伸入試管，以相同的方式逐滴滴加。滴加完成后有兩個(gè)清晰可見(jiàn)的液體界面位于兩液連接處。
[0046]5、用密封膜密封試管，并將試管置于40°C的恒溫培養(yǎng)箱中。在密封和轉(zhuǎn)移過(guò)程中應(yīng)小心操作避免試管出現(xiàn)抖動(dòng)而造成液體提前混合。當(dāng)此擴(kuò)散體系在恒溫培養(yǎng)箱中靜置9天后可得到較大的[Mn(BTO)(出0)2]?晶體。
[0047]實(shí)施例2:
[0048](I)稱取20.0mg 5，5聯(lián)四唑-1，I’-二氧羥銨鹽并轉(zhuǎn)移至潔凈稱量瓶中，向稱量瓶中加入4ml的去離子水形成渾濁液體，然后加熱至溫度60°C并在該溫度下不斷攪拌直至5，5 ’ -聯(lián)四唑-1，I’ - 二氧羥銨鹽完全溶解。
[0049](2)稱量12.0mg的硝酸錳并轉(zhuǎn)移至潔凈稱量瓶中，向稱量瓶中加入Iml去離子水，待完全溶解后再加入3ml無(wú)水乙醇。
[0050](3)按照2:1的體積比配制4ml的無(wú)水乙醇和水的混合液體。
[0051](4)取一直徑為1.lcm，高度為15cm的潔凈試管，插入置于水平臺(tái)面的試管架內(nèi)并保持試管與臺(tái)面垂直。用長(zhǎng)度不小于15cm的細(xì)滴管吸取5，5’_聯(lián)四唑-1，1’_二氧羥銨鹽溶液，將滴管伸入試管至底部緩慢擠出液體。換一根的潔凈滴管吸取乙醇和水混合液并將滴管伸入試管，滴管出口到達(dá)液面上方5mm處時(shí)逐滴滴加乙醇和水混合液。隨著液面的上升實(shí)時(shí)調(diào)整滴管伸入深度，滴管出口與液面的距離要始終保持在5mm左右。滴加速度以不產(chǎn)生上下兩種液體混合為宜。換一根的潔凈滴管吸取硫酸錳溶液并將滴管伸入試管，以相同的方式逐滴滴加。滴加完成后有兩個(gè)清晰可見(jiàn)的液體界面位于兩液連接處。
[0052]5、用密封膜密封試管，并將試管置于50°C的恒溫培養(yǎng)箱中。在密封和轉(zhuǎn)移過(guò)程中應(yīng)小心操作避免試管出現(xiàn)抖動(dòng)而造成液體提前混合。當(dāng)此擴(kuò)散體系在恒溫培養(yǎng)箱中靜置9天后可得到較大的[Mn(BTO)(出0)2]?晶體。
[0053]實(shí)施例3:
[0054](I)稱取20.0mg 5，5聯(lián)四唑-1，I’-二氧羥銨鹽并轉(zhuǎn)移至潔凈稱量瓶中，向稱量瓶中加入4ml的去離子水形成渾濁液體，然后加熱至溫度60°C并在該溫度下不斷攪拌直至5，5 ’ -聯(lián)四唑-1，I’ - 二氧羥銨鹽完全溶解。
[0055](2)稱量12.5mg的氯化錳并轉(zhuǎn)移至潔凈稱量瓶中，向稱量瓶中加入Iml去離子水，待完全溶解后再加入3ml無(wú)水乙醇。
[0056](3)按照1:2的體積比配制4ml的無(wú)水乙醇和水的混合液體。
[0057](4)取一直徑為1.lcm，高度為15cm的潔凈試管，插入置于水平臺(tái)面的試管架內(nèi)并保持試管與臺(tái)面垂直。用長(zhǎng)度不小于15cm的細(xì)滴管吸取5，5’_聯(lián)四唑-1，1’_二氧羥銨鹽溶液，將滴管伸入試管至底部緩慢擠出液體。換一根的潔凈滴管吸取乙醇和水混合液并將滴管伸入試管，滴管出口到達(dá)液面上方5mm處時(shí)逐滴滴加乙醇和水混合液。隨著液面的上升實(shí)時(shí)調(diào)整滴管伸入深度，滴管出口與液面的距離要始終保持在5mm左右。滴加速度以不產(chǎn)生上下兩種液體混合為宜。換一根的潔凈滴管吸取硫酸錳溶液并將滴管伸入試管，以相同的方式逐滴滴加。滴加完成后有兩個(gè)清晰可見(jiàn)的液體界面位于兩液連接處。
[0058]5、用密封膜密封試管，并將試管置于50°C的恒溫培養(yǎng)箱中。在密封和轉(zhuǎn)移過(guò)程中應(yīng)小心操作避免試管出現(xiàn)抖動(dòng)而造成液體提前混合。當(dāng)此擴(kuò)散體系在恒溫培養(yǎng)箱中靜置9天后可得到較大的[Mn(BTO)(出0)2]?晶體。
[0059]實(shí)施例4:
[0060](I)稱取20.0mg 5，5聯(lián)四唑-1，I’-二氧羥銨鹽并轉(zhuǎn)移至潔凈稱量瓶中，向稱量瓶中加入4ml的去離子水形成渾濁液體，然后加熱至溫度60°C并在該溫度下不斷攪拌直至5，5 ’ -聯(lián)四唑-1，I’ - 二氧羥銨鹽完全溶解。
[0061 ] (2)稱量17.3mg的乙酸錳并轉(zhuǎn)移至潔凈稱量瓶中，向稱量瓶中加入Iml去離子水，待完全溶解后再加入3ml無(wú)水乙醇。
[0062](3)按照1:1的體積比配制4ml的無(wú)水乙醇和水的混合液體。
[0063](4)取一直徑為1.lcm，高度為15cm的潔凈試管，插入置于水平臺(tái)面的試管架內(nèi)并保持試管與臺(tái)面垂直。用長(zhǎng)度不小于15cm的細(xì)滴管吸取5，5’_聯(lián)四唑-1，1’_二氧羥銨鹽溶液，將滴管伸入試管至底部緩慢擠出液體。換一根的潔凈滴管吸取乙醇和水混合液并將滴管伸入試管，滴管出口到達(dá)液面上方5mm處時(shí)逐滴滴加乙醇和水混合液。隨著液面的上升實(shí)時(shí)調(diào)整滴管伸入深度，滴管出口與液面的距離要始終保持在5mm左右。滴加速度以不產(chǎn)生上下兩種液體混合為宜。換一根的潔凈滴管吸取硫酸錳溶液并將滴管伸入試管，以相同的方式逐滴滴加。滴加完成后有兩個(gè)清晰可見(jiàn)的液體界面位于兩液連接處。
[0064]5、用密封膜密封試管，并將試管置于30°C的恒溫培養(yǎng)箱中。在密封和轉(zhuǎn)移過(guò)程中應(yīng)小心操作避免試管出現(xiàn)抖動(dòng)而造成液體提前混合。當(dāng)此擴(kuò)散體系在恒溫培養(yǎng)箱中靜置9天后可得到較大的[Mn(BTO)(出0)2]?晶體。
[0065]實(shí)施例5:
[0066](I)稱取20.0mg 5，5聯(lián)四唑-1，I’-二氧羥銨鹽并轉(zhuǎn)移至潔凈稱量瓶中，向稱量瓶中加入4ml的去離子水形成渾濁液體，然后加熱至溫度60°C并在該溫度下不斷攪拌直至5，5 ’ -聯(lián)四唑-1，I’ - 二氧羥銨鹽完全溶解。
[0067](2)稱量31.0mg的乙酰丙酮錳并轉(zhuǎn)移至潔凈稱量瓶中，向稱量瓶中加入Iml去離子水，待完全溶解后再加入3ml無(wú)水乙醇。
[0068](3)按照1:1的體積比配制4ml的無(wú)水乙醇和水的混合液體。
[0069](4)取一直徑為1.lcm，高度為15cm的潔凈試管，插入置于水平臺(tái)面的試管架內(nèi)并保持試管與臺(tái)面垂直。用長(zhǎng)度不小于15cm的細(xì)滴管吸取5，5’_聯(lián)四唑-1，1’_二氧羥銨鹽溶液，將滴管伸入試管至底部緩慢擠出液體。換一根的潔凈滴管吸取乙醇和水混合液并將滴管伸入試管，滴管出口到達(dá)液面上方5mm處時(shí)逐滴滴加乙醇和水混合液。隨著液面的上升實(shí)時(shí)調(diào)整滴管伸入深度，滴管出口與液面的距離要始終保持在5mm左右。滴加速度以不產(chǎn)生上下兩種液體混合為宜。換一根的潔凈滴管吸取硫酸錳溶液并將滴管伸入試管，以相同的方式逐滴滴加。滴加完成后有兩個(gè)清晰可見(jiàn)的液體界面位于兩液連接處。
[0070]5、用密封膜密封試管，并將試管置于30°C的恒溫培養(yǎng)箱中。在密封和轉(zhuǎn)移過(guò)程中應(yīng)小心操作避免試管出現(xiàn)抖動(dòng)而造成液體提前混合。當(dāng)此擴(kuò)散體系在恒溫培養(yǎng)箱中靜置9天后可得到較大的[Mn(BTO)(出0)2]?晶體。
[0071]三氧化二錳納米粉末的制備實(shí)施例:
[0072]實(shí)施例6
[0073]取一定量的[Mn(BTO)(H20)2]n粉末(實(shí)施例1)均勻鋪散在長(zhǎng)方形氧化鋁坩禍中，將坩禍推入管式爐內(nèi)，用氮?dú)鈿夥沾祾?5min。以5°C/min的升溫速率加熱樣品至500度下并保溫I小時(shí)。加熱和保溫過(guò)程都在相應(yīng)氮?dú)庵羞M(jìn)行保護(hù)下進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)完成后樣品以5°C/min降溫速率冷卻至室溫，冷卻時(shí)保持相應(yīng)吹掃氮?dú)獾臎_入。取出坩禍?zhǔn)占瘶悠芳纯傻玫?0-30微米的具有微孔的納米顆粒長(zhǎng)方形聚集體的三氧化二錳粉末樣品。
[0074]實(shí)施例7
[0075]取一定量的[Mn(BTO)(H20)2]n粉末(實(shí)施例1)均勻鋪散在長(zhǎng)方形氧化鋁坩禍中，將坩禍推入管式爐內(nèi)。用氬氣氣氛吹掃15min。以10°C/min的升溫速率加熱樣品至400度下并保溫I小時(shí)。加熱和保溫過(guò)程都在相應(yīng)氮?dú)庵羞M(jìn)行保護(hù)下進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)完成后樣品以10°C/min降溫速率冷卻至室溫，冷卻時(shí)保持相應(yīng)吹掃氬氣的沖入。取出坩禍?zhǔn)占瘶悠芳纯傻玫?0-30微米的具有微孔的納米顆粒長(zhǎng)方形聚集體的三氧化二錳粉末樣品。
[0076]實(shí)施例8
[0077]取一定量的[Mn(BTO)(H20)2]n粉末(實(shí)施例1)均勻鋪散在長(zhǎng)方形氧化鋁坩禍中，將坩禍推入管式爐內(nèi)。用空氣氣氛吹掃15min。以20°C/min的升溫速率加熱樣品至300度下并保溫I小時(shí)。加熱和保溫過(guò)程都在相應(yīng)氮?dú)庵羞M(jìn)行保護(hù)下進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)完成后樣品以20°C/min降溫速率冷卻至室溫，冷卻時(shí)保持相應(yīng)吹掃空氣的沖入。取出坩禍?zhǔn)占瘶悠芳纯傻玫?0-30微米的具有微孔的納米顆粒長(zhǎng)方形聚集體的三氧化二錳粉末樣品。
[0078]實(shí)施例9
[0079]取一定量的[Mn(BTO)(H20)2]n粉末(實(shí)施例1)均勻鋪散在長(zhǎng)方形氧化鋁坩禍中，將坩禍推入管式爐內(nèi)。用氧氣氣氛吹掃15min。以20°C/min的升溫速率加熱樣品至300度下并保溫5小時(shí)。加熱和保溫過(guò)程都在相應(yīng)氮?dú)庵羞M(jìn)行保護(hù)下進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)完成后樣品以20°C/min降溫速率冷卻至室溫，冷卻時(shí)保持相應(yīng)吹掃氧氣的沖入。取出坩禍?zhǔn)占瘶悠芳纯傻玫?0-20納米的單分散的三氧化二錳粉末樣品。
[0080]實(shí)施例10
[0081 ]取一定量的[Mn(BTO) (H20)2]n粉末(實(shí)施例1)均勻鋪散在長(zhǎng)方形氧化鋁坩禍中，將坩禍推入管式爐內(nèi)。用氧氣氣氛吹掃15min。以30°C/min的升溫速率加熱樣品至400度下并保溫2小時(shí)。加熱和保溫過(guò)程都在相應(yīng)氮?dú)庵羞M(jìn)行保護(hù)下進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)完成后樣品以30°C/min降溫速率冷卻至室溫，冷卻時(shí)保持相應(yīng)吹掃氧氣的沖入。取出坩禍?zhǔn)占瘶悠芳纯傻玫?0-20納米的單分散的三氧化二錳粉末樣品。
[0082]實(shí)施例11
[0083]取一定量的[Mn(BTO)(H20)2]n粉末(實(shí)施例1)均勻鋪散在長(zhǎng)方形氧化鋁坩禍中，將坩禍推入管式爐內(nèi)。用氧氣氣氛吹掃15min。以20°C/min的升溫速率加熱樣品至400度下并保溫3小時(shí)。加熱和保溫過(guò)程都在相應(yīng)氮?dú)庵羞M(jìn)行保護(hù)下進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)完成后樣品以20°C/min降溫速率冷卻至室溫，冷卻時(shí)保持相應(yīng)吹掃氧氣的沖入。取出坩禍?zhǔn)占瘶悠芳纯傻玫?0-20納米的單分散的三氧化二錳粉末樣品。
[0084]實(shí)施例12
[0085]取一定量的[Mn(BTO)(H20)2]n粉末(實(shí)施例1)均勻鋪散在長(zhǎng)方形氧化鋁坩禍中，將坩禍推入管式爐內(nèi)。用氧氣氣氛吹掃15min。以30°C/min的升溫速率加熱樣品至400度下并保溫5小時(shí)。加熱和保溫過(guò)程都在相應(yīng)氮?dú)庵羞M(jìn)行保護(hù)下進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)完成后樣品以30°C/min降溫速率冷卻至室溫，冷卻時(shí)保持相應(yīng)吹掃氧氣的沖入。取出坩禍?zhǔn)占瘶悠芳纯傻玫?0-20納米的單分散的三氧化二錳粉末樣品。
[0086]盡管這里參照本發(fā)明的解釋性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，上述實(shí)施例僅為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，應(yīng)該理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計(jì)出很多其他的修改和實(shí)施方式，這些修改和實(shí)施方式將落在本申請(qǐng)公開(kāi)的原則范圍和精神之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三氧化二錳納米結(jié)構(gòu)的調(diào)控方法，其特征在包括以下步驟: 步驟一:煅燒前體[Mn(BTO) (H20)2]n處理:將[Mn(BTO)他0)2]?粉末鋪散在長(zhǎng)方形氧化鋁坩禍中，將坩禍推入管式爐內(nèi)，在保護(hù)氣體下持續(xù)吹掃10?25min; 步驟二:煅燒[]?11(81'0)(!120)2]11:以5?30°(:/1^11的升溫速率升溫至300?600°(:并在該溫度下保溫I?5h，加熱和保溫過(guò)程中都在保護(hù)氣體保護(hù)下進(jìn)行； 步驟三:煅燒后產(chǎn)物的處理:煅燒完成后，以5?30°C/min的降溫速率冷卻至室溫，冷卻過(guò)程中在保護(hù)氣體保護(hù)下進(jìn)行，即可獲得不同納米結(jié)構(gòu)的三氧化二錳粉末。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三氧化二錳納米結(jié)構(gòu)的調(diào)控方法，其特征在于所述的[Mn(BTO) (H2O)2 ]n的制備方法如下: 步驟A:制備5，5 ’ -聯(lián)四唑-1，I’ -二氧羥銨鹽溶液:將5，5 ’ -聯(lián)四唑-1，I’ - 二氧羥銨鹽與去離子水混合形成渾濁液體，然后加熱至溫度50?70°C并在該溫度下攪拌至5，5’_聯(lián)四唑-1，I’ - 二氧羥銨鹽完全溶解； 步驟B:制備金屬錳鹽溶液:將金屬錳鹽與去離子水混合，待完全溶解后加入一定量的無(wú)水乙醇； 步驟C:制備隔離層混合液:按照一定體積比取無(wú)水乙醇和水混合，作為隔離層混合液； 步驟D:制備[Mn(BTO)(出0)2]?晶體:將5，5 ’ -聯(lián)四唑-1，I ’ -二氧羥銨鹽溶液滴入試管中，然后滴加隔離層混合液，接著滴加金屬錳鹽溶液，置于恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)數(shù)天得到[Mn(BTO)(出0)2]?晶體。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三氧化二錳納米結(jié)構(gòu)的調(diào)控方法，其特征在于所述的金屬錳鹽選自硫酸錳、硝酸錳、氯化錳、乙酸錳或乙酰丙酮錳。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三氧化二錳納米結(jié)構(gòu)的調(diào)控方法，其特征在于所述的隔離層混合液中無(wú)水乙醇與水的體積之比為2:1、1:1或1: 2。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三氧化二錳納米結(jié)構(gòu)的調(diào)控方法，其特征在于所述的恒溫培養(yǎng)箱的溫度為30?50°C。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三氧化二錳納米結(jié)構(gòu)的調(diào)控方法，其特征在于步驟D中滴加5，5’-聯(lián)四唑-1，Γ-二氧羥銨鹽溶液、隔離層混合液或金屬錳鹽溶液時(shí)，滴管出口與液面的距離保持在5?7mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的三氧化二錳納米結(jié)構(gòu)的調(diào)控方法，其特征在于所述的保護(hù)氣體為氮?dú)饣驓鍤狻?.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的三氧化二錳納米結(jié)構(gòu)的調(diào)控方法，其特征在于所述的保護(hù)氣體為空氣或氧氣。9.一種根據(jù)權(quán)利要求7所述的三氧化二錳納米結(jié)構(gòu)的調(diào)控方法制得的三氧化二錳，其特征在于所述的三氧化二錳為具有微孔的納米顆粒長(zhǎng)方形的三氧化二錳粉末。10.一種根據(jù)權(quán)利要求8所述的三氧化二錳納米結(jié)構(gòu)的調(diào)控方法制得的三氧化二錳，其特征在于所述的三氧化二錳為10-20nm的單分散的三氧化二錳粉末。
【文檔編號(hào)】C07D257/04GK105858732SQ201610383986
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年6月1日
【發(fā)明人】張祺, 敬東, 陳東, 范桂娟, 周小清, 徐容, 郝世龍, 楊宗偉, 李洪珍
【申請(qǐng)人】中國(guó)工程物理研究院化工材料研究所