CN102745749A - 一种Mn3O4纳米颗粒的制备方法 - Google Patents

一种Mn3O4纳米颗粒的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102745749A
CN102745749A CN2012102311665A CN201210231166A CN102745749A CN 102745749 A CN102745749 A CN 102745749A CN 2012102311665 A CN2012102311665 A CN 2012102311665A CN 201210231166 A CN201210231166 A CN 201210231166A CN 102745749 A CN102745749 A CN 102745749A
Authority
CN
China
Prior art keywords
perhaps
manganese salt
preparation
solution
acetate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2012102311665A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102745749B (zh
Inventor
李世友
李永立
崔孝玲
张宏明
赵伟
赵阳雨
徐晓莉
史新明
李步成
毛丽萍
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lanzhou University of Technology
Original Assignee
Lanzhou University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Lanzhou University of Technology filed Critical Lanzhou University of Technology
Priority to CN201210231166.5A priority Critical patent/CN102745749B/zh
Publication of CN102745749A publication Critical patent/CN102745749A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102745749B publication Critical patent/CN102745749B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

一种Mn3O4纳米颗粒的制备方法，首先将可溶于醇类化合物的锰盐溶于醇类化合物的溶剂中，得到含锰盐的醇溶液，然后将乙酸或乙酸铵加入的锰盐的醇溶液中，将氨气或者氨水加入锰盐的醇溶液中，得到一深红色溶液；其次，向溶液中通入空气或者氧气，溶液会慢慢变成深黑色，并不断有沉淀析出；继续通入空气或者氧气，直至沉淀完全，再次分离出所得沉淀和溶液，并对所得固体进行干燥，即得到Mn3O4的纳米颗粒。

Description

一种Mn3O4纳米颗粒的制备方法
技术领域
本发明涉及Mn3O4纳米颗粒的制备方法。 
背景技术
[0002] 现有制备纳米Mn3O4的方法，按制备工艺的不同，可分为锰盐法、电解金属锰悬浮氧化法、水热法、碳酸锰法、化学沉淀法等。与本发明方法相近的专利如中国专利,申请号为201110132795.8中公开了一种Mn3O4纳米颗粒的制备方法，采用蒸馏水作为溶剂溶解乙酸锰，在加入氨水并机械搅拌的条件下，首先得到氢氧化锰絮状物，然后在氧气的作用下，进行气固反应，将氢氧化锰沉淀物进一步转化为纳米Mn3O4。这种制备工艺的制备周期较长，除干燥操作外的制备过程，总耗时为 4~9 h。此外，Ning Wang等，用 2 mol/L的氢氧化钾-乙醇溶液，逐渐滴加到乙酸锰乙醇溶液中的方式，首先得到一个白色乳状悬浮液，再经过加热和12 h以上的回流等操作，最后得到Mn3O4的纳米级颗粒(Ning Wang, Lin Guo, Lin He, Xia Cao,Chinping Chen, Rongming Wang, and Shihe Yang. Facile Synthesis of monodisperse Mn3O4 tetragonal nanoparticles and their large-scale assembly into highly regular walls by a simple solution route[J].small, 2007, 3(4): 606-610)。这种制备方法，制备周期较长且易引入杂质离子钾离子。另外，上述两种制备方法，锰盐均必须从价格较高的乙酸锰出发，增加了Mn3O4的制备成本。 
发明内容
相比较已有方法而言，本发明在锰盐的醇溶液中引入乙酸根及氨气或氨水，得到的是一个碱性条件下低价锰的络合溶液。然后在氧气的作用下，利用气液反应，不断生成并得到Mn3O4固体。由于含低价锰溶液与氧的反应速率远远大于固体氢氧化锰与氧的反应速率，因此本发明在保持已有工艺优点的基础上，弥补了原有制备工艺制备周期长的缺点。本发明制备方法简单，对原料锰盐的种类要求较小，产品组成单一（详见图1），所的产品颗粒均在10nm左右（详见图2），且所得产品纯度只与原料锰盐的纯度有关，制备过程中无需加入任何表面活性剂，不引入任何杂金属离子，因此可用于制备高纯纳米Mn3O4。制备方法适合于工业化生产。 
发明内容
本发明的目的是提供一种Mn3O4纳米颗粒的制备方法。 
本发明是一种Mn3O4纳米颗粒的制备方法，其步骤为： 
（1）将可溶于醇类化合物的锰盐溶于醇类化合物的溶剂中，得到含锰盐的醇溶液；
（2）按照乙酸，或乙酸铵的摩尔量为锰盐摩尔量的0.1倍~10倍；将乙酸，或乙酸铵加入锰盐的醇溶液中；
（3）按照氨气，或氨水的摩尔量为锰盐摩尔量的0.1倍~50倍，将氨气，或者氨水加入锰盐的醇溶液中，得到一深红色溶液；
（4）在搅拌或超声条件下，向溶液中通入空气或者氧气，待溶液慢慢变成深黑色，并不断有沉淀析出；继续通入空气或者氧气，直至沉淀完全；
（5）分离出沉淀，并对所得固体进行干燥，即得到Mn3O4的纳米颗粒；
（6）将第（4）、（5）步骤分离出固体沉淀物后所得溶液，经过蒸馏调整醇含量后，重复以上各步骤，制备Mn3O4纳米颗粒。
本发明具有以下优点： 
1、本发明在室温环境下制备Mn3O4，无需加热，能耗低；对原料锰盐的种类要求较小，原料成本低；制备工艺简单、环境友好性高、制备周期短（除干燥操作外的制备过程，总耗时低于1 h），溶液可以循环使用，适合于工业化生产；无金属杂原子的引入，可制备高纯Mn3O4。2、产品组成单一（见图1），且颗粒粒径分布均匀，所得颗粒的当量直径在10 nm左右（见图2）。 
附图说明
图1为实施例一所得产物的XRD谱图；图2为实施例一所得产品的高倍电镜图；图3为实施例二所得产品的高倍电镜图；图4为实施例三所得产品的高倍电镜图。 
具体实施方式  
本发明是一种Mn3O4纳米颗粒的制备方法，其步骤为：
（1）将可溶于醇类化合物的锰盐溶于醇类化合物的溶剂中，得到含锰盐的醇溶液；
（2）按照乙酸，或乙酸铵的摩尔量为锰盐摩尔量的0.1倍~10倍；将乙酸，或乙酸铵加入锰盐的醇溶液中；
（3）按照氨气，或氨水的摩尔量为锰盐摩尔量的0.1倍~50倍，将氨气，或者氨水加入锰盐的醇溶液中，得到一深红色溶液；
（4）在搅拌或超声条件下，向溶液中通入空气或者氧气，待溶液慢慢变成深黑色，并不断有沉淀析出；继续通入空气或者氧气，直至沉淀完全；
（5）分离出沉淀，并对所得固体进行干燥，即得到Mn3O4的纳米颗粒；
（6）将第（4）、（5）步骤分离出固体沉淀物后所得溶液，经过蒸馏调整醇含量后，重复以上各步骤，制备Mn3O4纳米颗粒。
为了达到更好的制备效果，优选的具体方法为：在步骤（1）中，所选用锰盐为四水乙酸锰，醇为无水乙醇；在步骤（2）中，乙酸选用冰乙酸或乙酸铵，乙酸锰作原料无需加入乙酸或乙酸铵；在步骤（3）中，氨水为常见的质量分数在20% ~ 30%的氨水或者通入氨气；在步骤（4）中，搅拌和超声同时使用，以加快反应速率；在步骤（5）中，固液分离采用离心分离方式。 
实施例一：取0.01 mol四水乙酸锰溶于100 mL质量比为99.9：0.01的乙醇/水溶液中，加入20 mL质量分数为24%的浓氨水，以连续鼓泡形式通入空气10 min后，得到含Mn3O4纳米颗粒的固液混合物。对固液混合物进行离心分离，并对所得固体进行干燥，即得到粒径在10 nm左右、颗粒分布均匀的Mn3O4产品。 
  
实施例二：取0.02 mol四水乙酸锰溶于100mL质量比为90：10的乙醇/水溶液中，加入30 mL质量分数为24%的浓氨水，在超声条件下，以连续鼓泡形式通入空气20 min后，得到含Mn3O4纳米颗粒的固液混合物。对固液混合物进行离心分离，并对所得固体进行干燥，即得到粒径在10 nm左右、颗粒分布均匀的Mn3O4产品。
  
实施例三：取0.03 mol氯化锰溶于100 mL质量比为90：10的乙醇/水溶液中，加入3 mL的冰乙酸，然后再加入40 mL质量分数为24%的浓氨水，超声搅拌条件下，以连续鼓泡形式通入空气40 min后，得到含Mn3O4纳米颗粒的固液混合物。对固液混合物进行离心分离，并对所得固体进行干燥，即得到粒径在15 nm左右、颗粒分布均匀的Mn3O4产品。

Claims (5)

1.一种Mn3O4纳米颗粒的制备方法，其步骤为：
（1）将可溶于醇类化合物的锰盐溶于醇类化合物的溶剂中，得到含锰盐的醇溶液；
（2）按照乙酸，或乙酸铵的摩尔量为锰盐摩尔量的0.1倍~10倍；将乙酸，或乙酸铵加入锰盐的醇溶液中；
（3）按照氨气，或氨水的摩尔量为锰盐摩尔量的0.1倍~50倍，将氨气，或者氨水加入锰盐的醇溶液中，得到一深红色溶液；
（4）在搅拌或超声条件下，向溶液中通入空气或者氧气，待溶液慢慢变成深黑色，并不断有沉淀析出；继续通入空气或者氧气，直至沉淀完全；
（5）分离出沉淀，并对所得固体进行干燥，即得到Mn3O4的纳米颗粒；
（6）将第（4）、（5）步骤分离出固体沉淀物后所得溶液，经过蒸馏调整醇含量后，重复以上各步骤，制备Mn3O4纳米颗粒。
2.根据权利要求1所述的Mn3O4纳米颗粒的制备方法，其特征在于对于乙酸锰的醇溶液不添加乙酸或乙酸铵。
3.根据权利要求1所述Mn3O4纳米颗粒的制备方法，其特征在于，步骤一中所述可溶于醇类化合物的锰盐，其在醇类溶剂中的室温溶解度应不低于1 g，具体为乙酸锰，或者氯化锰，或者硝酸锰，或者硫酸锰，或者以上几种的混合物。
4.根据权利要求1所述Mn3O4纳米颗粒的制备方法，其特征在于所述的醇类溶剂为甲醇，或者乙醇，或者乙二醇，或者丙醇，或者丙二醇，或者丙三醇，或者丁醇，或者2-丁醇，或者1,2-二丁醇，或者1,3-二丁醇，或者以上几种的混合物，其中醇类物质的体积分数为50% ~ 99.9%，其余物质为水，或丙酮，或乙酸，或甲酸。
5.根据权利要求1所述Mn3O4纳米颗粒的制备方法，其特征在于步骤（4）中所述搅拌或者超声条件下通入空气或氧气的操作步骤也可以在加入氨气或氨水之前进行。
CN201210231166.5A 2012-07-05 2012-07-05 一种Mn3O4纳米颗粒的制备方法 Active CN102745749B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210231166.5A CN102745749B (zh) 2012-07-05 2012-07-05 一种Mn3O4纳米颗粒的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210231166.5A CN102745749B (zh) 2012-07-05 2012-07-05 一种Mn3O4纳米颗粒的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102745749A true CN102745749A (zh) 2012-10-24
CN102745749B CN102745749B (zh) 2014-01-15

Family

ID=47026324

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210231166.5A Active CN102745749B (zh) 2012-07-05 2012-07-05 一种Mn3O4纳米颗粒的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102745749B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102910681A (zh) * 2012-11-14 2013-02-06 兰州理工大学 一种Mn3O4纳米颗粒的制备方法
CN103227315A (zh) * 2013-04-17 2013-07-31 嘉峪关大友嘉能化工有限公司 电池正极材料LiMn2O4的制备方法
CN103420425A (zh) * 2013-08-26 2013-12-04 浙江大学 一种制备Mn3O4多孔材料的方法
CN104261478A (zh) * 2014-09-19 2015-01-07 济南大学 一种Mn3O4纳米线或纳米棒的制备方法
CN105776681A (zh) * 2016-04-13 2016-07-20 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 一种高效环保的医药废水处理方法
CN107055621A (zh) * 2017-03-06 2017-08-18 符策煌 常温合成的粒径可控的四氧化三锰纳米颗粒材料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1373912A (en) * 1970-11-30 1974-11-13 Kodak Ltd Manganese compounds
GB1374975A (en) * 1970-11-30 1974-11-20 Kodak Ltd Preparation of trimanganese tetroxide
CN102259928A (zh) * 2011-05-20 2011-11-30 浙江大学 一种制备Mn3O4纳米颗粒的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1373912A (en) * 1970-11-30 1974-11-13 Kodak Ltd Manganese compounds
GB1374975A (en) * 1970-11-30 1974-11-20 Kodak Ltd Preparation of trimanganese tetroxide
CN102259928A (zh) * 2011-05-20 2011-11-30 浙江大学 一种制备Mn3O4纳米颗粒的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
周升旺等: "不同酸催化下制备四氧化三锰的反应动力学", 《无机盐工业》 *

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102910681A (zh) * 2012-11-14 2013-02-06 兰州理工大学 一种Mn3O4纳米颗粒的制备方法
CN103227315A (zh) * 2013-04-17 2013-07-31 嘉峪关大友嘉能化工有限公司 电池正极材料LiMn2O4的制备方法
CN103227315B (zh) * 2013-04-17 2015-05-13 嘉峪关大友嘉能化工有限公司 电池正极材料LiMn2O4的制备方法
CN103420425A (zh) * 2013-08-26 2013-12-04 浙江大学 一种制备Mn3O4多孔材料的方法
CN103420425B (zh) * 2013-08-26 2015-04-29 浙江大学 一种制备Mn3O4多孔材料的方法
CN104261478A (zh) * 2014-09-19 2015-01-07 济南大学 一种Mn3O4纳米线或纳米棒的制备方法
CN105776681A (zh) * 2016-04-13 2016-07-20 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 一种高效环保的医药废水处理方法
CN105776681B (zh) * 2016-04-13 2019-01-25 潘素娇 一种高效环保的医药废水处理方法
CN107055621A (zh) * 2017-03-06 2017-08-18 符策煌 常温合成的粒径可控的四氧化三锰纳米颗粒材料及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102745749B (zh) 2014-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102745749B (zh) 一种Mn3O4纳米颗粒的制备方法
US20100226851A1 (en) Low temperature process for producing nano-sized titanium dioxide particles
JP2013227180A (ja) 硫化リチウムの製造方法
CN106335929B (zh) 一种微纳米结构的四氧化三锰的制备方法
CN103170645A (zh) 银纳米线的制备方法
CN103100725A (zh) 一种银/碳量子点复合纳米材料的制备方法
CN102838172B (zh) 一种制备纳米α-Fe2O3材料的方法
CN102951672B (zh) 一种ZnO纳米晶体的制备方法
CN102267718A (zh) 二氧化锡纳米材料的合成方法
CN101797494B (zh) 一种磁固相分离剂及其制备方法
CN103769601B (zh) 三角片状纳米银颗粒的制备方法
CN100592553C (zh) 锂电池正极材料LiFePO4纳米粉体的制备方法
CN110369732A (zh) 一种银纳米线的低温制备方法
CN106241872B (zh) 一种大颗粒偏钒酸铵的制备方法
CN106025282B (zh) 一种高纯超细草酸锰铁及其制备方法
CN105536688B (zh) 一种氢氧化铜包覆的磁性核纳米粒子及其制备和应用
CN107954463B (zh) 一种氧化亚铜纳米晶立方体和空心多面体的制备方法
CN104625044A (zh) 一种四氧化三铁/银复合材料及其制备方法和应用
CN102910681A (zh) 一种Mn3O4纳米颗粒的制备方法
CN103586013A (zh) 一种制备麦穗状纳米ZnO光催化剂的方法
CN105622640B (zh) 一种金属有机骨架材料的制备方法
CN103588244B (zh) 无模板法制备夹心中空二氧化钛纳米材料的方法
CN102863791A (zh) 一种氧化锌/聚苯胺复合空心微球的制备方法
CN215746418U (zh) 一种连续化甲酸盐还原制备银粉的系统
CN113104826B (zh) 一种杂多酸组装体材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant