CN110482560A - 一种二维硅酸锰纳米片的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二维硅酸锰纳米片的制备方法,包括以氨水、氯化锰和正硅酸乙脂为原料,室温下制备得到硅酸锰纳米片的步骤。本发明的硅酸锰纳米片的制备方法,反应时间短,反应温度低,工艺简单,生产效率高,适于大量生产。制备的二维硅酸锰纳米片材料,其纯度高,稳定性高。在能源、生命、环境等领域具有广泛的应用前景。
Description
技术领域
本发明提供一种二维硅酸锰纳米片的制备方法,属于无机材料制备技术领域。
背景技术
二维纳米片材料具有机械柔韧性高、比表面积大、活性位点丰富、化学性质稳定等一系列优异的理化性质,已广泛应用于催化、生物、电化学储能等诸多领域,如光/电催化剂、光电器件、锂电池、核磁共振成像等。但是目前二维纳米片材料的制备过程复杂,合成温度高、周期长。如何以低成本、简单高效的方法大量制备二维纳米片材料是目前面临的一个挑战。
硅酸锰材料在自然界中储量丰富,环境友好,且工业化应用广泛,如作为类芬顿催化剂降解亚甲基蓝、苯酚和对氯硝基苯等水体污染物;作为T1模式造影剂,提高核磁共振成像质量;用作锂离子电池负极材料等。但是目前制备的硅酸锰材料多是颗粒或微球形态,比表面积小、活性位点少,性能较低,极大地限制了其应用和推广。
然而现有技术中还未有关于二维硅酸锰纳米片制备的报道。为了利用二维纳米片材料的优异性能,同时为了克服上述硅酸锰材料性能较低的缺点,本发明提供了一种高效制备二维硅酸锰纳米片材料的方法,对于硅酸锰材料的进一步应用具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种二维硅酸锰纳米片的制备方法,为实现上述目的,本发明所采用的技术方案步骤如下:
一种二维硅酸锰纳米片的制备方法,其特征在于,包含以氨水、氯化锰和正硅酸乙脂为原料,室温下,向去离子水中加入质量浓度为28%的氨水,随后将氯化锰和正硅酸乙脂依次加入氨水溶液中,在搅拌作用下,保持1-12小时,离心、洗涤产物,烘干,即得硅酸锰纳米片粉体。
所述的二维硅酸锰纳米片的制备方法,其特征在于,氢氧化铵、氯化锰和正硅酸乙脂的摩尔比为0.05:2:0.002-0.008。
所述的二维硅酸锰纳米片的制备方法,其特征在于,搅拌时间为1-12小时。
本发明的有益效果:
(1)本发明的二维硅酸锰纳米片的制备方法,反应过程简单,反应温度低,反应时间短,生产效率高,适于大量生产。
(2)本发明制备的二维硅酸锰纳米片材料,纯度高。
(3)调节氢氧化铵、氯化锰和正硅酸乙脂的摩尔比可调节二维硅酸锰纳米片在长230 nm宽170nm ~长400nm宽200nm范围的粒径。
附图说明
图1是实施例1、2、3制得的二维硅酸锰纳米片的X射线衍射图;
图2是实施例1制得的二维硅酸锰纳米片的透射电子显微镜照片;
图3是实施例2制得的二维硅酸锰纳米片的透射电子显微镜照片;
图4是实施例3制得的二维硅酸锰纳米片的透射电子显微镜照片。
具体实施方式
结合实施例对本发明作进一步说明,应该说明得是,下述说明仅是为了解释本发明,并不对其内容进行限定。
实施例1
取6mL质量浓度为28%的氨水加入到160mL去离子水中,在搅拌作用下,将300mg氯化锰和400微升正硅酸乙脂分别缓慢加入到上述氨水溶液中,混合均匀,室温下持续搅拌1小时,离心,用去离子水清洗3次,在60℃烘干,获得深棕色粉末。根据X射线衍射图谱分析(如图1所示),产物为结晶硅酸锰(MnSiO3,JCPDS Card No. 12-0181)。根据透射电子显微镜照片分析(如图2所示),产物的粒径平均约为长260nm宽200nm。
实施例2
取6mL质量浓度为28%的氨水加入到160mL去离子水中,在搅拌作用下,将300mg氯化锰和800微升正硅酸乙脂分别缓慢加入到上述氨水溶液中,混合均匀,室温下持续搅拌6小时,离心,用去离子水清洗3次,在60℃烘干,获得深棕色粉末。根据X射线衍射图谱分析(如图1所示),产物为结晶硅酸锰(MnSiO3,JCPDS Card No. 12-0181)。根据透射电子显微镜照片分析(如图3所示),产物的粒径平均约为长230nm宽170nm。
实施例3
取6mL质量浓度为28%的氨水加入到160mL去离子水中,在搅拌作用下,将300mg氯化锰和1600微升正硅酸乙脂分别缓慢加入到上述氨水溶液中,混合均匀,室温下持续搅拌12小时,离心,用去离子水清洗3次,在60℃烘干,获得深棕色粉末。根据X射线衍射图谱分析(如图1所示),产物为结晶硅酸锰(MnSiO3,JCPDS Card No. 12-0181)。根据透射电子显微镜照片分析(如图4所示),产物的粒径平均约为长400nm宽200nm。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明方法的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种二维硅酸锰纳米片的制备方法,其特征在于,包含以氨水、氯化锰和正硅酸乙脂为原料,室温下,向去离子水中加入质量浓度为28%的氨水,随后将氯化锰和正硅酸乙脂依次加入氨水溶液中,在搅拌作用下,保持1-12小时,离心、洗涤产物,烘干,即得硅酸锰纳米片粉体。
2.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,氢氧化铵、氯化锰和正硅酸乙脂的摩尔比为0.05:2:0.002-0.008。
3.如权利要求1所述的制备方法,其特征在于,搅拌时间为1-12小时。
4.如权利要求1所述的二维硅酸锰纳米片在作为载体、催化剂、造影剂或锂离子电池负极材料中的应用。
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