氧化錳納米材料的形貌可控合成及電化學性質研究.pdf

1、氧化錳納米材料以其良好的離子交換和分子吸附、電化學、催化和磁性能引起了化學和材料工作者的研究興趣。如何合理控制材料的定向生長，進而實現對其形貌、組成、晶體結構乃至物性的調控，對于深入研究形貌與物性的關系、并最終實現納米材料的可控合成具有重要的意義。本論文在發展新的納米材料合成方法、調控合成新形貌的氧化錳納米材料、研究合成材料的形成機理及電化學性質方面進行了有益的探索。 全文主要包括緒論、實驗和結論三大部分。 緒論部分(第

2、一章)主要論述了氧化錳結晶化合物的結構特征、氧化錳納米材料的形貌調控合成現狀及發展動向、應用領域以及本論文的主要研究內容。實驗部分(第二、三章)分別以層狀氧化錳(Na-BirMO)和KMnO<,4>為前驅物或起始物，控制合成了多種不同形貌的氧化錳納米材料，發展了新的納米材料合成方法。在此基礎上，對氧化錳納米材料的晶體生長機理和電化學性質進行了研究。最后一章介紹了本論文的結論。 第二章，以層狀Na—BirMO為前驅物，發展了水熱法

3、和新的氧化錳納米材料合成方法。在深入分析了多種不同氧化錳晶體結構的基礎上，通過水熱反應和常壓水浴振蕩反應兩條途徑，合成了多種不同形貌的氧化錳納米材料。在水做溶劑無模板劑和催化劑條件下，以Na—BirMO為前驅體，通過改變溫度、時間、配比等反應參數的多次平行交叉對比實驗，優化了氧化錳納米材料合成條件，實現了納米四棱柱、納米管、納米卷、層狀微球、納米線束等不同氧化錳納米結構的可控合成；研究并提出了納米四棱柱的相轉化一各向異性生長機理和層狀微

4、球的滾湯圓機理。采用XRD、DSC—TGA、SEM、TEM、IR、AAS、元素分析及CV等手段，對所合成的氧化錳納米材料進行了物性結構表征和電化學性質測試。研究結果表明：氧化錳可以生長為不同的晶型和形貌，其電化學性質與晶型、形貌、錳的平均氧化數都有關系；將具有納米線束形貌的氧化錳修飾于玻碳電極對藥物進行多次循環伏安掃描測試，與裸電極相比，氧化錳修飾的電極可以使測試信號提高約3倍，氧化峰電位負移約200 mV(Vs．Ag電極)，表明氧化錳

5、納米材料具有良好的電化學和催化性能。 第三章，以KMnO<,4>為起始反應物，采用水熱處理技術合成了不同形貌的氧化錳納米材料?；谖镔|本身結構生長特性，以KMnO<,4>溶液的水熱反應為研究對象，借助于水熱技術，優化反應條件下控制合成了花狀微球和Cryptomelane納米帶兩種不同形貌的錳氧結晶材料，并研究了它們的晶體生長機理和電化學性質。 采用XRD、DSC-TGA、SEM、TEM、AAS、N<,2>吸附及CV等手段