JP2016108212A - Manganese dioxide and manganese dioxide mixture, and method for producing the same and use for the same - Google Patents

Manganese dioxide and manganese dioxide mixture, and method for producing the same and use for the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manganese dioxide mixture that has excellent electrochemical reactivity and excellent high-rate discharge properties when used as a positive electrode material for an alkali battery, and also provide a manganese dioxide for obtaining the manganese dioxide mixture.SOLUTION: A manganese dioxide is characterized in that the volume of a pore with a pore diameter of more than 5 nm and 100 nm or less is 0.07 cm/g or more. A manganese dioxide mixture is characterized by comprising the manganese dioxide and an electrolytic manganese dioxide. There are also provided a method for producing the same and a use for the same.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、二酸化マンガン及び二酸化マンガン混合物並びにそれらの製造方法及び用途に関するものであり、より詳しくは、例えばマンガン乾電池、特にアルカリマンガン乾電池において、正極活物質として使用される二酸化マンガン混合物及びその製造方法並びにその用途、二酸化マンガン混合物に用いられる二酸化マンガン及びその製造方法、並びに二酸化マンガンの吸着剤用途に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to manganese dioxide and manganese dioxide mixtures and methods for producing them, and more specifically, for example, manganese dioxide mixtures used as positive electrode active materials in manganese dry batteries, particularly alkaline manganese dry batteries, and methods for producing the same. And its use, manganese dioxide used in a manganese dioxide mixture and a method for producing the same, and manganese dioxide adsorbent use.

二酸化マンガンは、たとえばマンガン乾電池またはアルカリマンガン乾電池の正極活物質として知られており、保存性に優れ、かつ安価であるという利点を有する。特に、二酸化マンガンを正極活物質として用いるアルカリマンガン乾電池は、重負荷での放電特性に優れていることから電子カメラ、携帯用テープレコーダー、携帯情報機器、さらにはゲーム機や玩具にまで幅広く使用され、近年急速にその需要が伸びてきている。   Manganese dioxide is known as a positive electrode active material of, for example, a manganese dry battery or an alkaline manganese dry battery, and has an advantage of being excellent in storage stability and being inexpensive. In particular, alkaline manganese batteries using manganese dioxide as the positive electrode active material have excellent discharge characteristics under heavy loads, so they are widely used in electronic cameras, portable tape recorders, portable information devices, game machines, and toys. In recent years, the demand has been increasing rapidly.

しかし、アルカリマンガン乾電池は、放電電流が大きくなるに従い正極活物質である二酸化マンガンの利用率が低下し、また放電電圧が低下した状態では使用できないため、実質的な放電容量が大きく損なわれるという課題があった。すなわち、大電流を使用(ハイレート放電)する機器にアルカリマンガン乾電池を用いると、充填されている正極活物質である二酸化マンガンが十分に活用されず、使用可能な時間が短いという欠点を有していた。   However, the alkaline manganese battery has a problem that the substantial discharge capacity is greatly impaired because the utilization rate of manganese dioxide, which is a positive electrode active material, decreases as the discharge current increases and cannot be used in a state where the discharge voltage decreases. was there. In other words, when an alkaline manganese battery is used in a device that uses a large current (high rate discharge), the charged positive electrode active material manganese dioxide is not fully utilized, and the usable time is short. It was.

そこで短時間に大電流を取り出すハイレート放電条件においても、高容量、長寿命を発現できる優れた二酸化マンガン、所謂ハイレート放電特性に優れた二酸化マンガンが望まれていた。   Thus, an excellent manganese dioxide capable of exhibiting a high capacity and a long life under high-rate discharge conditions in which a large current is taken out in a short time, that is, manganese dioxide excellent in so-called high-rate discharge characteristics has been desired.

これまで、ハイレート放電特性改善のため、40重量%KOH水溶液中で水銀/酸化水銀参照電極を基準として測定したときの電位(以下、アルカリ電位)が高い電解二酸化マンガンを製造することが検討されてきた(特許文献1〜3、非特許文献1)。   So far, in order to improve the high-rate discharge characteristics, it has been studied to produce electrolytic manganese dioxide having a high potential (hereinafter referred to as alkali potential) when measured with a mercury / mercury oxide reference electrode as a standard in a 40 wt% KOH aqueous solution. (Patent Documents 1 to 3, Non-Patent Document 1).

また、同じくハイレート放電特性改善のために、3〜5nmの微細孔域の容積が0.005cm/gから0.011cm/gの電解二酸化マンガンを用いることが開示されている(特許文献4)。更に、このような微細孔容積を増やす方法として、100℃を超える高温、加圧下で電解二酸化マンガンを合成する方法も開示されている(特許文献5)。 Further, also for the high-rate discharge characteristics improved, the volume of the fine pore area of 3~5nm discloses that the use of electrolytic manganese dioxide of 0.011cm 3 / g from 0.005 cm 3 / g (Patent Document 4 ). Furthermore, as a method for increasing such a fine pore volume, a method of synthesizing electrolytic manganese dioxide under high temperature and pressure exceeding 100 ° C. is also disclosed (Patent Document 5).

しかしながら、これらのアルカリ電位が高い電解二酸化マンガンや大きな微細孔容積を有する電解二酸化マンガンであっても、ハイレート放電特性は十分なものではなかった。   However, even with these electrolytic manganese dioxide having a high alkali potential and electrolytic manganese dioxide having a large fine pore volume, the high rate discharge characteristics are not sufficient.

その一方、二酸化マンガン、例えば、過マンガン酸イオン(Mn7+)とマンガンイオン(Mn2+)の反応で合成したδ型MnOが吸着剤として使用されることが開示されている(特許文献6、7)。 On the other hand, it is disclosed that manganese dioxide, for example, δ-type MnO 2 synthesized by reaction of permanganate ion (Mn 7+ ) and manganese ion (Mn 2+ ) is used as an adsorbent (Patent Document 6, 7).

しかしながら、まだ十分な吸着特性は得られなかった。   However, sufficient adsorption characteristics have not been obtained yet.

特開2007−141643号公報JP 2007-141463 A 米国特許6,527,941号公報US Pat. No. 6,527,941 特開2009−135067号公報JP 2009-135067 A 特開2009−289728号公報JP 2009-289728 A 特表2005−520290号公報JP 2005-520290 Gazette 特開2008−18312号公報JP 2008-18312 A 特開2009−254932号公報JP 2009-254932 A

古河電工時報,第43号,P.91〜102(1967年5月)Furukawa Electric Times, No. 43, p. 91-102 (May 1967)

本発明の目的は、特にハイレート放電特性に優れるアルカリマンガン乾電池の正極活物質として使用される二酸化マンガンであって、特にアルカリ電解液中で、従来にない大きな細孔容積を有する二酸化マンガン混合物及びその製造方法並びにその用途を提供するものである。   An object of the present invention is manganese dioxide used as a positive electrode active material of an alkaline manganese dry battery particularly excellent in high-rate discharge characteristics, and particularly a manganese dioxide mixture having an unprecedented large pore volume in an alkaline electrolyte and its A manufacturing method and its use are provided.

本発明者らは、特にアルカリマンガン乾電池の正極活物質として使用される二酸化マンガンについて鋭意検討を重ねた結果、細孔直径5nmを超え100nm以下の細孔の容積が0.07cm/g以上の二酸化マンガンと電解二酸化マンガンを混合した二酸化マンガン混合物が、優れたハイレート放電特性を有する正極材料となることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、細孔直径5nmを超え100nm以下の細孔容積が0.07cm/g以上であることを特徴とする二酸化マンガン、当該二酸化マンガン及び電解二酸化マンガンを含むことを特徴とする二酸化マンガン混合物である。 As a result of intensive studies on manganese dioxide used as a positive electrode active material for alkaline manganese dry batteries, the present inventors have found that the volume of pores having a pore diameter of more than 5 nm and not more than 100 nm is 0.07 cm 3 / g or more. It has been found that a manganese dioxide mixture in which manganese dioxide and electrolytic manganese dioxide are mixed becomes a positive electrode material having excellent high-rate discharge characteristics, and the present invention has been completed. That is, the present invention is characterized by containing manganese dioxide, a manganese dioxide characterized by having a pore diameter of more than 5 nm and a pore diameter of 100 nm or less being 0.07 cm 3 / g or more, the manganese dioxide, and electrolytic manganese dioxide. Manganese dioxide mixture.

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

本発明の二酸化マンガンは、細孔直径5nmを超え100nm以下の細孔(以下、「メソポア」と称する場合がある)の容積が0.07cm/g以上であり、極めて大きなメソポアを有することを特徴とする。メソポアの容積が0.07cm/g未満では、ハイレート放電特性が不十分である。特に良好なハイレート放電特性を得るためには、0.1cm/g以上が好ましく、0.15cm/g以上がさらに好ましい。 The manganese dioxide of the present invention has an extremely large mesopore with a volume of pores having a pore diameter of more than 5 nm and not more than 100 nm (hereinafter sometimes referred to as “mesopore”) of 0.07 cm 3 / g or more. Features. When the mesopore volume is less than 0.07 cm 3 / g, the high-rate discharge characteristics are insufficient. In order to obtain particularly good high-rate discharge characteristics, 0.1 cm 3 / g or more is preferable, and 0.15 cm 3 / g or more is more preferable.

本発明の二酸化マンガンは、電池反応をより効率的に行うため、細孔直径2nm以上5nm以下の細孔(以下、「ミクロポア」と称する場合がある)の容積が0.004cm/g未満であることが好ましく、0.003cm/g以下がさらに好ましく、0.001cm/g未満が特に好ましい。 The manganese dioxide of the present invention has a pore volume with a pore diameter of 2 nm or more and 5 nm or less (hereinafter sometimes referred to as “micropore”) of less than 0.004 cm 3 / g in order to perform battery reaction more efficiently. It is preferable that it is 0.003 cm 3 / g or less, particularly preferably less than 0.001 cm 3 / g.

本発明の二酸化マンガンは、後述するように、Mnなどの低価数のMn酸化物を濃厚な硫酸下で処理し、不均化反応することにより得られる。 As will be described later, the manganese dioxide of the present invention can be obtained by treating a low-valent Mn oxide such as Mn 3 O 4 under concentrated sulfuric acid and performing a disproportionation reaction.

本発明の二酸化マンガン混合物は、本発明の二酸化マンガンと電解二酸化マンガンを含むものである。   The manganese dioxide mixture of the present invention contains the manganese dioxide of the present invention and electrolytic manganese dioxide.

本発明の二酸化マンガン混合物は、それに含まれる本発明の二酸化マンガンが特に細孔直径5nmを超え100nm以下の細孔(メソポア)の容積が0.07cm/g以上の極めて大きな容積を有する二酸化マンガンであり、この二酸化マンガンを電解二酸化マンガンに混合した混合物が、アルカリマンガン乾電池において、極めて優れたハイレート特性を有する正極材料となることを見出したことに基づいている。 The manganese dioxide mixture of the present invention has a very large volume in which the manganese dioxide of the present invention contained therein has a very large volume of pores (mesopores) having a pore diameter of more than 5 nm and not more than 100 nm of 0.07 cm 3 / g or more. This is based on the finding that a mixture obtained by mixing manganese dioxide with electrolytic manganese dioxide becomes a positive electrode material having extremely excellent high rate characteristics in an alkaline manganese dry battery.

本発明の二酸化マンガン混合物は、本発明の二酸化マンガンと電解二酸化マンガンの割合を特に限定するものではないが、嵩密度をより高く維持するために、本発明の二酸化マンガンが、当該二酸化マンガンと電解二酸化マンガンの合計に対して、0.5重量%以上10重量%以下であることが好ましく、2重量%以上10重量%以下であることがさらに好ましい。   The manganese dioxide mixture of the present invention does not particularly limit the ratio of the manganese dioxide of the present invention to the electrolytic manganese dioxide, but in order to maintain a higher bulk density, the manganese dioxide of the present invention is electrolyzed with the manganese dioxide. It is preferably 0.5% by weight or more and 10% by weight or less, more preferably 2% by weight or more and 10% by weight or less, based on the total amount of manganese dioxide.

本発明の二酸化マンガン混合物に含まれる電解二酸化マンガンは、細孔直径5nmを超え100nm以下の細孔(メソポア)の容積が0.005cm/g未満であることが好ましく、0.004cm/g以下がさらに好ましい。 In the electrolytic manganese dioxide contained in the manganese dioxide mixture of the present invention, the volume of pores (mesopores) having a pore diameter of more than 5 nm and not more than 100 nm is preferably less than 0.005 cm 3 / g, and 0.004 cm 3 / g. The following is more preferable.

本発明の二酸化マンガン混合物は、十分なハイレート放電特性を得るため、細孔直径5nmを超え100nm以下の細孔(メソポア)の容積が0.003cm/g以上であることが好ましく、0.008cm/g以上であることがより好ましく、0.01cm/g以上であることがさらに好ましく、0.02cm/g以上であることが特に好ましい。細孔直径5nmを超え100nm以下の細孔(メソポア)では、電解液が浸透し易く、良好な電池反応が進行すると考えられる。このメソポアの容積の総量の上限としては、充填密度を維持し、高い電池反応性と充填性が得られ、良好なハイレート特性が発現するため、0.2cm/g以下が例示される。メソポアでは、電解液が浸透し易く、良好な電池反応が進行すると考えられる。 In order to obtain sufficient high-rate discharge characteristics, the manganese dioxide mixture of the present invention preferably has a volume of pores (mesopores) having a pore diameter of more than 5 nm and not more than 100 nm of 0.003 cm 3 / g or more, and 0.008 cm 3 / g or more is more preferable, 0.01 cm 3 / g or more is further preferable, and 0.02 cm 3 / g or more is particularly preferable. In pores (mesopores) having a pore diameter of more than 5 nm and not more than 100 nm, it is considered that the electrolyte solution easily penetrates and a favorable battery reaction proceeds. The upper limit of the total amount of the mesopore volume is exemplified by 0.2 cm 3 / g or less in order to maintain the filling density, obtain high battery reactivity and filling properties, and develop good high-rate characteristics. In mesopores, the electrolyte solution is likely to permeate and a good battery reaction is considered to proceed.

本発明の二酸化マンガン混合物は、電池反応をより効率的に行うため、細孔直径2nm以上5nm以下の細孔(ミクロポア)の容積が0.004cm/g未満であることが好ましく、0.003cm/g未満であることがより好ましく、0.002cm/g未満であることがさらに好ましく、0.000cm/g以上0.001cm/g未満であることが特に好ましい。 In the manganese dioxide mixture of the present invention, the volume of pores (micropores) having a pore diameter of 2 nm or more and 5 nm or less is preferably less than 0.004 cm 3 / g in order to perform a battery reaction more efficiently. more preferably 3 / is less than g, more preferably less than 0.002 cm 3 / g, and particularly preferably less than 0.000Cm 3 / g or more 0.001 cm 3 / g.

本発明のミクロポア範囲がハイレート特性向上にどのように寄与しているかは明確ではないが、次のように解釈している。まず、アルカリ乾電池内での電解二酸化マンガンは、下記式1のように、水と電気化学的に反応し、二酸化マンガン表面とアルカリ電解液界面では、Hと電子(e)の授受が行われている。 It is not clear how the micropore range of the present invention contributes to improving the high-rate characteristics, but it is interpreted as follows. First, electrolytic manganese dioxide in an alkaline battery reacts electrochemically with water as shown in the following formula 1, and H and electrons (e ) are exchanged at the manganese dioxide surface and the alkaline electrolyte interface. ing.

MnO+HO +e → MnOOH + OH … 式1
二酸化マンガン表面と電解液(水)の界面が多いほど、反応はスムーズに進行するが、ミクロポア領域かそれ以下の細孔領域では、表面張力の影響などで細孔内部に電解液が浸透し難く、結果的にほとんど反応に寄与しない細孔となっているのではないかと推測される。
MnO 2 + H 2 O + e → MnOOH + OH Formula 1
The more the interface between the manganese dioxide surface and the electrolyte solution (water), the more smoothly the reaction proceeds. However, in the micropore region or smaller pore regions, the electrolyte does not easily penetrate into the pores due to the effect of surface tension. As a result, it is presumed that the pores hardly contribute to the reaction.

また、電解液が浸透していない空洞のミクロポアが多いほど、電子移動も阻害されることが推測される。   In addition, it is presumed that the more the micropores in the cavity that the electrolyte does not penetrate, the more the electron transfer is inhibited.

以上のような理由から、ミクロポアの容積が0.004cm/g未満であれば、より良好なハイレート特性が発揮されるため好ましいものとなると思われる。 For the above reasons, it is considered preferable that the micropore volume is less than 0.004 cm 3 / g because better high-rate characteristics are exhibited.

本発明の二酸化マンガン混合物では、100nmを超えるような細孔の容積は、メソポア内外へ電解液をスムーズに移送できる程度であれば良く、3cm/g以下であることが例示でき、これにより、本発明の二酸化マンガン混合物は高い充填性を有しやすい。 In the manganese dioxide mixture of the present invention, the volume of the pores exceeding 100 nm is only required to be able to smoothly transfer the electrolyte solution into and out of the mesopore, and can be exemplified as 3 cm 3 / g or less. The manganese dioxide mixture of the present invention tends to have a high filling property.

本発明の二酸化マンガン混合物は、メソポアの面積が0.1m/g以上であることが好ましく、0.2m/g以上であることがより好ましく、0.5m/g以上であることがさらに好ましく、0.6m/g以上であることが特に好ましい。 In the manganese dioxide mixture of the present invention, the mesopore area is preferably 0.1 m 2 / g or more, more preferably 0.2 m 2 / g or more, and 0.5 m 2 / g or more. More preferably, it is particularly preferably 0.6 m 2 / g or more.

上述したように、メソポアには電解液が浸透し易く、広い細孔表面積を有することにより、式1に示す電池反応が良好に進行すると考えられる。メソポアの細孔面積の上限としては、充填密度を維持し、高い電池反応性と充填性が得られ、良好なハイレート放電特性が発現するため、30m/g以下が例示される。 As described above, it is considered that the battery reaction shown in Formula 1 proceeds favorably because the electrolyte easily penetrates into the mesopore and has a large pore surface area. The upper limit of the pore area of the mesopore is exemplified by 30 m 2 / g or less because the packing density is maintained, high battery reactivity and filling properties are obtained, and good high-rate discharge characteristics are exhibited.

本発明の二酸化マンガン混合物は、アルカリ電位が270mV以上350mV未満であることが好ましい。アルカリ電位が270mV以上350mV未満では、アルカリマンガン乾電池の正極材料に用いた場合、電池の開回路電圧が上昇し、使用可能な放電電圧下限までの放電時間を長くすることができる。アルカリ電位は270mV以上330mV以下がより好ましく、280mV以上320mV以下であることがさらに好ましく、290mV以上310mV以下であることが特に好ましい。アルカリ電位は、40重量%KOH水溶液中で水銀/酸化水銀参照電極を基準として測定する。   The manganese dioxide mixture of the present invention preferably has an alkali potential of 270 mV or more and less than 350 mV. When the alkaline potential is 270 mV or more and less than 350 mV, when used as a positive electrode material of an alkaline manganese battery, the open circuit voltage of the battery increases, and the discharge time to the lower limit of the usable discharge voltage can be extended. The alkali potential is more preferably 270 mV to 330 mV, further preferably 280 mV to 320 mV, and particularly preferably 290 mV to 310 mV. The alkali potential is measured in a 40 wt% KOH aqueous solution with a mercury / mercury oxide reference electrode as a standard.

本発明の二酸化マンガン混合物は、充填性を高く維持するため、嵩密度(bulk density)が1.6g/cm以上であることが好ましく、1.8g/cm以上であることがより好ましく、2.0g/cm以上であることがさらに好ましい。一方で嵩密度は極端に高い必要はなく、例えば、3.0g/cm以下、さらには2.5g/cm以下を挙げることができる。 The manganese dioxide mixture of the present invention preferably has a bulk density of 1.6 g / cm 3 or more, more preferably 1.8 g / cm 3 or more in order to maintain high filling properties. More preferably, it is 2.0 g / cm 3 or more. On the other hand, the bulk density does not need to be extremely high, and examples thereof include 3.0 g / cm 3 or less, and further 2.5 g / cm 3 or less.

本発明の二酸化マンガン混合物は、CuKα線を光源とする通常のXRD測定パターンにおいて、2θが22±1°付近の(110)面の回折線の半価全幅(FWHM)については特に限定するものではないが、充填密度をより高くして放電容量をより高めるため、1.6°以上3.2°以下が好ましく、1.7°以上3.0°以下がより好ましく、2.1°以上2.8°以下がさらに好ましい。この様なFWHMであることにより、充填性が高くなり放電容量が高まる。   The manganese dioxide mixture of the present invention does not particularly limit the full width at half maximum (FWHM) of the (110) plane diffraction line with 2θ of around 22 ± 1 ° in a normal XRD measurement pattern using CuKα rays as a light source. However, in order to increase the packing density and increase the discharge capacity, it is preferably 1.6 ° or more and 3.2 ° or less, more preferably 1.7 ° or more and 3.0 ° or less, and 2.1 ° or more and 2 ° or less. More preferably, it is 8 ° or less. By being such FWHM, the filling property is increased and the discharge capacity is increased.

本発明の二酸化マンガン混合物の平均結晶子径は、FWHM及び(110)ピーク位置からシェラーの式を用いて換算することによって得られ、好ましいFWHMの範囲(1.6°以上3.2°以下)では、20〜50Åである。   The average crystallite size of the manganese dioxide mixture of the present invention can be obtained by conversion from the FWHM and the (110) peak position using the Scherrer equation, and is preferably in the range of FWHM (from 1.6 ° to 3.2 °). Then, it is 20-50cm.

本発明の二酸化マンガン混合物は、BET比表面積については特に限定するものではないが、充填密度をより高くして放電容量をより高めるため、12m/g以上40m/g以下であることが好ましく、14m/g以上32m/g以下であることがより好ましく、20m/g以上30m/g以下であることがさらに好ましい。 The manganese dioxide mixture of the present invention is not particularly limited with respect to the BET specific surface area, but is preferably 12 m 2 / g or more and 40 m 2 / g or less in order to increase the packing density and increase the discharge capacity. 14 m 2 / g or more and 32 m 2 / g or less is more preferable, and 20 m 2 / g or more and 30 m 2 / g or less is more preferable.

本発明の二酸化マンガン混合物は、X線回折の(110)/(021)ピーク強度比が0.5以上1.05以下であることが好ましく、より好ましくは0.55以上1.0以下、さらに好ましくは0.6以上0.96以下である。   The manganese dioxide mixture of the present invention preferably has an X-ray diffraction (110) / (021) peak intensity ratio of 0.5 or more and 1.05 or less, more preferably 0.55 or more and 1.0 or less. Preferably they are 0.6 or more and 0.96 or less.

二酸化マンガン混合物のX線回折における(110)面は前述したとおり22±1°付近に、また(021)面は37±1°付近に現れるが、これらは二酸化マンガン結晶の主要なX線回折ピークである。   As described above, the (110) plane in the X-ray diffraction of the manganese dioxide mixture appears in the vicinity of 22 ± 1 ° and the (021) plane in the vicinity of 37 ± 1 °, which are the main X-ray diffraction peaks of the manganese dioxide crystal. It is.

次に、本発明の二酸化マンガン混合物の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the manganese dioxide mixture of this invention is demonstrated.

本発明の二酸化マンガン混合物は、本発明の二酸化マンガンと電解二酸化マンガンによって構成される。   The manganese dioxide mixture of the present invention is composed of the manganese dioxide of the present invention and electrolytic manganese dioxide.

まず、本発明の二酸化マンガンは、低価数のMn酸化物を濃厚な酸で処理し、不均化反応を経ることによって得ることができる。   First, the manganese dioxide of the present invention can be obtained by treating a low-valence Mn oxide with a concentrated acid and subjecting it to a disproportionation reaction.

低価数のMn酸化物は、例えば、2価のマンガンイオンを含有する溶液とアルカリ溶液を混合し、得られた混合溶液を酸化することで得られた四三酸化マンガン(Mn)、三二酸化マンガン(三酸化二マンガン(Mn))又はこれらの混合物などのマンガン酸化物を挙げることができる。尚、混合溶液の酸化は、空気、酸素等の酸化剤を使用してもよい。 The low-valent Mn oxide is, for example, a mixed manganese trioxide (Mn 3 O 4 ) obtained by mixing a solution containing divalent manganese ions and an alkaline solution and oxidizing the obtained mixed solution. And manganese oxides such as manganese sesquioxide (dimanganese trioxide (Mn 2 O 3 )) or a mixture thereof. In addition, you may use oxidizing agents, such as air and oxygen, for the oxidation of a mixed solution.

式2〜式3には、低価数のMn酸化物として、四三酸化マンガン(Mn)を用いた場合の不均化反応式を示す。 Formulas 2 to 3 show disproportionation reaction formulas when trimanganese tetraoxide (Mn 3 O 4 ) is used as the low-valent Mn oxide.

Mn+8H → Mn2++2Mn3++4HO … 式2
2Mn3++2HO → MnO+Mn2++4H … 式3
また、式4〜式(5)には、低価数のMn酸化物として、三二酸化マンガン(Mn)を用いた場合の不均化反応式を示す。
Mn 3 O 4 + 8H + → Mn 2+ + 2Mn 3+ + 4H 2 O Formula 2
2Mn 3+ + 2H 2 O → MnO 2 + Mn 2+ + 4H + Formula 3
In addition, the formula 4 formula (5), as Mn oxide low valence, showing the disproportionation reaction formula in the case of using a three-manganese dioxide (Mn 2 O 3).

Mn+6H → 2Mn3++3HO … 式4
2Mn3++2HO → MnO+Mn2++4H … 式5
本発明の二酸化マンガンは、低価数のMn酸化物を、濃厚な酸液に浸漬した後、加温下で、一定時間攪拌した後に、ろ過分離する方法で得ることができ、酸としては、例えば、硫酸、硝酸等が用いられ、酸液の濃度としては、例えば、1mol/L以上8mol/L以下等が挙げられ、加温は、例えば、40℃以上90℃以下で行い、撹拌時間は、例えば、1時間以上72時間以下で行う。
Mn 2 O 3 + 6H + → 2Mn 3+ + 3H 2 O Formula 4
2Mn 3+ + 2H 2 O → MnO 2 + Mn 2+ + 4H + Formula 5
The manganese dioxide of the present invention can be obtained by a method in which a low-valent Mn oxide is immersed in a concentrated acid solution and then stirred for a certain period of time under heating, followed by filtration and separation. For example, sulfuric acid, nitric acid or the like is used, and the concentration of the acid solution includes, for example, 1 mol / L or more and 8 mol / L or less. For example, it is performed for 1 hour or more and 72 hours or less.

一方、電解二酸化マンガンは、例えば、電解液として硫酸−硫酸マンガン混合溶液を使用し、例えば、硫酸−硫酸マンガン混合溶液中の硫酸濃度が25g/Lを超え55g/L以下とし、電解電流密度が0.5A/dm以上1.0A/dm以下とし、電解温度が90℃以上98℃以下として電解することで製造することができる。また、電解槽に配置する電極として、電解二酸化マンガンが析出する陽極には鉛電極、銅電極、カーボン電極等が使用できるが、強度が高く、安定性が高いチタン電極が好適に用いられる。また、陰極にはカーボン電極が使用できる。 On the other hand, for electrolytic manganese dioxide, for example, a sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution is used as the electrolytic solution. For example, the sulfuric acid concentration in the sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution is more than 25 g / L and not more than 55 g / L, and the electrolytic current density is It can be produced by electrolysis at 0.5 A / dm 2 or more and 1.0 A / dm 2 or less and an electrolysis temperature of 90 ° C. or more and 98 ° C. or less. In addition, as an electrode disposed in the electrolytic cell, a lead electrode, a copper electrode, a carbon electrode, or the like can be used as an anode on which electrolytic manganese dioxide is deposited, but a titanium electrode having high strength and high stability is preferably used. A carbon electrode can be used as the cathode.

電解二酸化マンガンの製造方法で、電解液として硫酸−硫酸マンガン混合溶液を使用すると、硫酸マンガン水溶液を電解液とする電解方法とは異なり、電解期間中の硫酸濃度を制御することが可能となる。これにより、長期間電解を行なった場合であっても硫酸濃度を任意に設定できるため、安定的に電解二酸化マンガンを製造できるだけでなく、得られる電解二酸化マンガンの細孔の状態が均一になり易い。   When a sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution is used as the electrolytic solution in the method for producing electrolytic manganese dioxide, unlike the electrolytic method using a manganese sulfate aqueous solution as the electrolytic solution, the sulfuric acid concentration during the electrolysis period can be controlled. As a result, the sulfuric acid concentration can be arbitrarily set even when electrolysis is performed for a long period of time, so that not only can electrolytic manganese dioxide be stably produced, but the state of the pores of the obtained electrolytic manganese dioxide tends to be uniform. .

電解二酸化マンガンの製造方法で用いられる硫酸−硫酸マンガン混合溶液は、硫酸濃度として25g/Lを超え55g/L以下の範囲に制御されることが好ましく、32g/L以上45g/L以下であることがより好ましい。   The sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution used in the method for producing electrolytic manganese dioxide is preferably controlled to a sulfuric acid concentration in the range of more than 25 g / L and not more than 55 g / L, and not less than 32 g / L and not more than 45 g / L. Is more preferable.

また、電解期間中に硫酸濃度を任意に変えること、特に、電解終了時の硫酸濃度を電解開始時の硫酸濃度よりも高く制御することも有効である。この場合の電解開始時の硫酸濃度としては、30g/Lを超え40g/L以下が好ましく、30g/Lを超え35g/L以下がより好ましい。また、電解終了時の硫酸濃度としては、32g/L以上55g/L以下が好ましく、35g/Lを超え50g/L以下がより好ましく、40g/Lを超え45g/L以下がさらに好ましい。   It is also effective to arbitrarily change the sulfuric acid concentration during the electrolysis period, in particular, to control the sulfuric acid concentration at the end of electrolysis higher than the sulfuric acid concentration at the start of electrolysis. In this case, the sulfuric acid concentration at the start of electrolysis is preferably more than 30 g / L and not more than 40 g / L, more preferably more than 30 g / L and not more than 35 g / L. The sulfuric acid concentration at the end of electrolysis is preferably 32 g / L or more and 55 g / L or less, more preferably 35 g / L or more and 50 g / L or less, and more preferably 40 g / L or more and 45 g / L or less.

このように硫酸濃度を任意に変える効果は明確ではないが、前半に比較的低濃度の硫酸濃度である条件下で電解することにより、電極基材への腐食ダメージが直接軽減されるだけでなく、前半で結晶子径が大きくBET比表面積が低く充填性が高い二酸化マンガンを得、引き続き後半に比較的高濃度の硫酸濃度である条件下で電解することにより、既に電解二酸化マンガン析出層に覆われているため電極基材がより腐食ダメージを受け難く、さらに電位が高まり、ハイレート特性に優れた電解二酸化マンガンが得られ易くなる。   As described above, the effect of arbitrarily changing the sulfuric acid concentration is not clear, but electrolysis under the condition of a relatively low sulfuric acid concentration in the first half not only directly reduces the corrosion damage to the electrode substrate. In the first half, manganese dioxide having a large crystallite size and a low BET specific surface area and high filling properties was obtained, and in the latter half, electrolysis was carried out under the condition of a relatively high sulfuric acid concentration, so that the electrolytic manganese dioxide deposited layer was already covered. Therefore, the electrode base material is less susceptible to corrosion damage, the potential is further increased, and electrolytic manganese dioxide excellent in high-rate characteristics is easily obtained.

電解二酸化マンガンの製造方法では、電解開始から電解終了まで電解中の硫酸濃度を徐々に変化させるのではなく、前半の電解、後半の電解とで硫酸濃度を切替えることが好ましい。   In the method for producing electrolytic manganese dioxide, it is preferable to switch the sulfuric acid concentration between the first half electrolysis and the second half electrolysis instead of gradually changing the sulfuric acid concentration during electrolysis from the start of electrolysis to the end of electrolysis.

前半の電解と、後半の電解の比率に制限はないが、例えば低硫酸濃度と高硫酸濃度での電解時間の比が1:9〜9:1、特に3:7〜7:3の範囲が好ましい。なお、ここでいう硫酸濃度とは、硫酸マンガンの二価の陰イオンは除いた値である。   The ratio of the electrolysis in the first half and the electrolysis in the second half is not limited. For example, the ratio of electrolysis time at low sulfuric acid concentration and high sulfuric acid concentration is in the range of 1: 9 to 9: 1, particularly 3: 7 to 7: 3. preferable. In addition, the sulfuric acid concentration here is a value excluding the divalent anion of manganese sulfate.

電解二酸化マンガンの製造方法では、電解電流密度について特に限定するものではないが、適切なBET比表面積を維持するため、0.5A/dm以上1.0A/dm以下であることが好ましい。これにより、効率的、かつ安定的に本発明の電解二酸化マンガンを製造しやすくなる。より安定的に本発明の電解二酸化マンガンを得るために、電解電流密度は0.55A/dm以上0.88A/dm以下であることがより好ましく、0.58A/dm以上0.8A/dm未満であることがさらに好ましい。 In the method for producing electrolytic manganese dioxide, the electrolytic current density is not particularly limited, but is preferably 0.5 A / dm 2 or more and 1.0 A / dm 2 or less in order to maintain an appropriate BET specific surface area. Thereby, it becomes easy to produce the electrolytic manganese dioxide of the present invention efficiently and stably. To obtain a more stable electrolytic manganese dioxide of the present invention, the electrolysis current density is more preferably 0.55 A / dm 2 or more 0.88A / dm 2 or less, 0.58A / dm 2 or more 0.8A More preferably, it is less than / dm 2 .

本発明における電解補給液中のマンガンイオン濃度に限定はないが、例えば、40〜60g/Lが例示でき、40〜50g/Lが好ましい。なお、マンガンイオン濃度については硫酸マンガン液のICP発光分光分析法により測定することができる。   Although the manganese ion concentration in the electrolytic replenisher in the present invention is not limited, for example, 40 to 60 g / L can be exemplified, and 40 to 50 g / L is preferable. The manganese ion concentration can be measured by ICP emission spectroscopic analysis of a manganese sulfate solution.

電解温度は90℃以上98℃以下が例示できる。電解温度が高いほど、電解二酸化マンガンの製造効率が上がるため、電解温度は少なくとも93℃を越えることが好ましい。   The electrolysis temperature may be 90 ° C or higher and 98 ° C or lower. The higher the electrolysis temperature, the higher the production efficiency of electrolytic manganese dioxide. Therefore, the electrolysis temperature preferably exceeds at least 93 ° C.

本発明の二酸化マンガン混合物の製造方法としては、上記した方法で得られた二酸化マンガンを0.5重量%以上10重量%以下の割合で上記した方法で得られた電解二酸化マンガンと混合する方法、上記した方法で得られた二酸化マンガンを、硫酸−硫酸マンガン混合溶液中に添加しながら電解し、上記した方法で得られた電解二酸化マンガンと共電析させる方法等が挙げられる。   As a method for producing the manganese dioxide mixture of the present invention, a method in which manganese dioxide obtained by the above method is mixed with electrolytic manganese dioxide obtained by the above method at a ratio of 0.5 wt% to 10 wt%, Examples include a method in which manganese dioxide obtained by the above-described method is electrolyzed while being added to a sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution and co-deposited with the electrolytic manganese dioxide obtained by the above-described method.

二酸化マンガンと電解二酸化マンガンの混合方法としては、例えば、物理混合、湿式混合等の方法が例示される。混合の割合は、二酸化マンガンが0.5重量%以上10重量%以下であり、好ましくは2重量%以上10重量%以下である。0.5重量%未満であると、ハイレート放電特性が十分ではなく、10重量%を超えると、密度が低くなるため、充填性が低くなる。   Examples of the method for mixing manganese dioxide and electrolytic manganese dioxide include methods such as physical mixing and wet mixing. The mixing ratio of manganese dioxide is 0.5 wt% or more and 10 wt% or less, preferably 2 wt% or more and 10 wt% or less. When the content is less than 0.5% by weight, the high-rate discharge characteristics are not sufficient, and when the content exceeds 10% by weight, the density is lowered and the filling property is lowered.

電解二酸化マンガンを電解合成する際に用いられる硫酸−硫酸マンガン混合溶液中に本発明の二酸化マンガンを粉状若しくはスラリー状で継続的に添加し、共電析させることも有効である。ここに、共電析とは、硫酸−硫酸マンガン混合溶液中に本発明の二酸化マンガンを連続的に添加することにより、電解二酸化マンガンが電解析出する際に、電解二酸化マンガン電着物内に本発明の二酸化マンガンが同時に取り込まれることである。   It is also effective to continuously add the manganese dioxide of the present invention in the form of powder or slurry to the sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution used when electrolytically synthesizing electrolytic manganese dioxide and co-deposit it. Here, co-deposition means that the manganese dioxide of the present invention is continuously added to a sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution, so that when electrolytic manganese dioxide is electrolytically deposited, The manganese dioxide of the invention is taken in at the same time.

アルカリマンガン電池の正極活物質として使用する方法には特に制限はなく、周知の方法で添加物と混合して用いることができる。   There is no restriction | limiting in particular in the method used as a positive electrode active material of an alkaline manganese battery, It can mix and use with an additive by a well-known method.

例えば、二酸化マンガン混合物に導電性を付与するためにカーボン等を加えた混合粉末を調製し、これを円盤状またはリング状に加圧成型した粉末成型体として電池正極とすることができる。   For example, a mixed powder obtained by adding carbon or the like in order to impart conductivity to a manganese dioxide mixture can be prepared, and this can be used as a battery positive electrode as a powder molded body that is pressure-molded into a disk shape or a ring shape.

また、本発明の二酸化マンガンは、吸着剤として使用される二酸化マンガン、例えば過マンガン酸イオン(Mn7+)とマンガンイオン(Mn2+)の反応で合成したδ型MnOよりも、極めて大きなメソポアを有するため、例えば、水中の有価金属イオン、重金属イオン、陰イオンを吸着分離する特性にも優れる。この有価金属イオンとしては、例えば、Pt、Pdなどの白金族やLiなどのアルカリ金属類等が挙げられ、また、重金属イオンとしては、例えば、Pb、Cd、Hg、Zn、Cu、Ni、Cr、As、Se、Sb、Mo等が挙げられ、さらに、陰イオンとしては、塩素酸イオンや臭素酸イオンなどのハロゲン酸イオンが挙げられる。 Further, the manganese dioxide of the present invention has an extremely large mesopore than manganese dioxide used as an adsorbent, for example, δ-type MnO 2 synthesized by reaction of permanganate ion (Mn 7+ ) and manganese ion (Mn 2+ ). Therefore, for example, it is excellent in the property of adsorbing and separating valuable metal ions, heavy metal ions, and anions in water. Examples of such valuable metal ions include platinum groups such as Pt and Pd, and alkali metals such as Li, and examples of heavy metal ions include Pb, Cd, Hg, Zn, Cu, Ni, and Cr. , As, Se, Sb, Mo and the like, and examples of the anion include halogenate ions such as chlorate ions and bromate ions.

本発明の二酸化マンガンは、このままの粉状でも吸着剤として作用するが、バインダーと混合して成形し、造粒したものであっても、吸着剤として用いることができる。   The manganese dioxide of the present invention acts as an adsorbent even in the powder form as it is, but it can be used as an adsorbent even if it is molded, granulated by mixing with a binder.

本発明の二酸化マンガン混合物は、アルカリ電池の正極材料として用いた場合に電気化学的な反応性に優れ、ハイレート放電特性に優れ、さらに、本発明の二酸化マンガンにより、本発明の二酸化マンガン混合物を得ることができる。   The manganese dioxide mixture of the present invention is excellent in electrochemical reactivity when used as a positive electrode material of an alkaline battery, excellent in high-rate discharge characteristics, and further, the manganese dioxide mixture of the present invention is obtained by the manganese dioxide of the present invention. be able to.

ハイレート放電特性用の評価セルである。This is an evaluation cell for high rate discharge characteristics. 実施例1で得られた四三酸化マンガン(Mn)のXRDパターンである。2 is an XRD pattern of trimanganese tetraoxide (Mn 3 O 4 ) obtained in Example 1. FIG. 実施例1の二酸化マンガン、合成例1の電解二酸化マンガン、実施例2〜4の二酸化マンガン混合物のXRDパターンである。It is a XRD pattern of the manganese dioxide of Example 1, the electrolytic manganese dioxide of the synthesis example 1, and the manganese dioxide mixture of Examples 2-4. 実施例1の二酸化マンガン、実施例2〜4の二酸化マンガン混合物、比較例1の電解二酸化マンガンの細孔面積(累積)分布図である。2 is a pore area (cumulative) distribution chart of manganese dioxide of Example 1, manganese dioxide mixtures of Examples 2 to 4, and electrolytic manganese dioxide of Comparative Example 1. FIG. 実施例5で得られた三酸化二マンガン(Mn)のXRDパターンである。6 is an XRD pattern of dimanganese trioxide (Mn 2 O 3 ) obtained in Example 5. 実施例5〜8の二酸化マンガンのXRDパターンである。It is a XRD pattern of manganese dioxide of Examples 5-8. 実施例5〜8の二酸化マンガンの細孔面積(累積)分布図である。It is a pore area (cumulative) distribution map of the manganese dioxide of Examples 5-8. 実施例9〜12の二酸化マンガン混合物のXRDパターンである。It is an XRD pattern of the manganese dioxide mixture of Examples 9-12. 実施例9〜12の二酸化マンガン混合物、比較例1の電解二酸化マンガンの細孔面積(累積)分布図である。It is a pore area (cumulative) distribution map of the manganese dioxide mixture of Examples 9-12 and the electrolytic manganese dioxide of Comparative Example 1. 比較例2の二酸化マンガンのXRDパターンである。4 is an XRD pattern of manganese dioxide of Comparative Example 2. 実施例8と比較例2の二酸化マンガンの細孔面積(累積)分布図である。6 is a pore area (cumulative) distribution chart of manganese dioxide of Example 8 and Comparative Example 2. FIG.

以下、本発明を実施例及び比較例により詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention in detail, this invention is not limited to these Examples.

<二酸化マンガン、二酸化マンガン混合物のアルカリ電位の測定>
二酸化マンガン、二酸化マンガン混合物のアルカリ電位は、40重量%KOH水溶液中で次のように測定した。
<Measurement of alkali potential of manganese dioxide and manganese dioxide mixture>
The alkali potential of manganese dioxide and manganese dioxide mixture was measured in a 40 wt% KOH aqueous solution as follows.

二酸化マンガン(二酸化マンガン混合物)3gに導電剤としてカーボンを0.9g加えて混合粉体とし、この混合粉体に40重量%KOH水溶液4mlを加え、二酸化マンガン(二酸化マンガン混合物)とカーボンとKOH水溶液の混合物スラリーとした。この混合物スラリーの電位を水銀/酸化水銀参照電極を基準として、二酸化マンガン(二酸化マンガン混合物)のアルカリ電位を測定した。   0.9 g of carbon as a conductive agent is added to 3 g of manganese dioxide (manganese dioxide mixture) to obtain a mixed powder. To this mixed powder is added 4 ml of 40 wt% KOH aqueous solution, and manganese dioxide (manganese dioxide mixture), carbon and KOH aqueous solution are added. A mixture slurry was obtained. The alkaline potential of manganese dioxide (manganese dioxide mixture) was measured based on the mercury / mercury oxide reference electrode.

<二酸化マンガン、二酸化マンガン混合物の細孔の容積、面積及び嵩密度の測定>
二次細孔、ミクロポア及びメソポアの容積、面積及び嵩密度は水銀圧入法(ポアサイザー9510,マイクロメリティクス社製)により求めた。
<Measurement of pore volume, area and bulk density of manganese dioxide and manganese dioxide mixture>
The volume, area, and bulk density of secondary pores, micropores, and mesopores were determined by mercury porosimetry (Pore Sizer 9510, manufactured by Micromeritics).

測定の前処理として試料を80℃で静置乾燥した。その後、水銀の圧力範囲を大気圧から414MPaまで段階的に変化させて測定を行なった。この測定により細孔分布(容積分布及び面積分布)を求め、細孔直径2nm以上200nm以下の細孔を「二次細孔」とし、この内、細孔直径2nm以上5nm以下の細孔を「ミクロポア」とし、細孔直径5nmを超え100nm以下の細孔を「メソポア」とした。   As a pretreatment for the measurement, the sample was left to dry at 80 ° C. Thereafter, the measurement was performed by changing the pressure range of mercury stepwise from atmospheric pressure to 414 MPa. By this measurement, pore distribution (volume distribution and area distribution) is obtained, and pores having a pore diameter of 2 nm or more and 200 nm or less are defined as “secondary pores”. “Micropores”, and pores having a pore diameter of more than 5 nm and not more than 100 nm were called “mesopores”.

また、嵩密度は大気圧で水銀を導入した際の水銀量から求めた。   The bulk density was determined from the amount of mercury when mercury was introduced at atmospheric pressure.

<XRD測定における半価全幅(FWHM)の測定>
二酸化マンガン、二酸化マンガン混合物の2θが22±1°付近の回折線の半価全幅(FWHM)を、一般的なX線回折装置(マックサイエンス社製MXP−3)を使用して測定した。線源にはCuKα線(λ=1.5405Å)を用い、測定モードはステップスキャン、スキャン条件は毎秒0.04°、計測時間は3秒、および測定範囲は2θとして5°から80°の範囲で測定した。
<Measurement of full width at half maximum (FWHM) in XRD measurement>
The full width at half maximum (FWHM) of a diffraction line having 2θ of around 22 ± 1 ° of manganese dioxide and a mixture of manganese dioxide was measured using a general X-ray diffractometer (MXP-3 manufactured by Mac Science). A CuKα ray (λ = 1.5405 mm) is used as the radiation source, the measurement mode is step scan, the scan condition is 0.04 ° per second, the measurement time is 3 seconds, and the measurement range is 2 ° to 5 ° to 80 ° Measured with

<(110)/(021)の算出>
FWHMと同様にして得られたXRDパターンにおいて、2θが22±1°付近の回折線を(110)面に対応するピークとし、37±1°付近の回折線を(021)面に対応するピークとした。(110)面のピーク強度を(021)面のピーク強度で除することにより(110)/(021)を求めた。
<Calculation of (110) / (021)>
In the XRD pattern obtained in the same manner as FWHM, a diffraction line with 2θ around 22 ± 1 ° is a peak corresponding to the (110) plane, and a diffraction line around 37 ± 1 ° is a peak corresponding to the (021) plane. It was. (110) / (021) was obtained by dividing the peak intensity of the (110) plane by the peak intensity of the (021) plane.

<BET比表面積の測定>
二酸化マンガン、二酸化マンガン混合物のBET比表面積はBET1点法の窒素吸着により測定した。測定装置にはガス吸着式比表面積測定装置(フローソーブIII,島津社製)を用いた。測定に先立ち、150℃で40分間加熱することで測定試料を脱気処理した。
<Measurement of BET specific surface area>
The BET specific surface area of manganese dioxide and manganese dioxide mixture was measured by nitrogen adsorption according to the BET one-point method. A gas adsorption specific surface area measuring device (Flowsorb III, manufactured by Shimadzu Corporation) was used as the measuring device. Prior to the measurement, the measurement sample was deaerated by heating at 150 ° C. for 40 minutes.

<ハイレート放電特性の評価>
二酸化マンガン混合物が80重量%、導電材が5重量%及び40重量%KOH水溶液が15重量%となるよう秤量し、混合して正極合剤を作製した。当該正極合剤を二酸化マンガン混合物換算で1.0gとなるように秤量し、成形し、負極に亜鉛ワイヤーを使用して、図1に示したハイレート放電特性用の評価用セルにより放電特性を評価した。評価用セルは室温で1時間静置後、放電試験を行った。放電条件は、100mA/gの電流で10秒間放電した後、50秒間電流を休止するパルス放電のサイクルを1回とし、終止電圧0.9Vまでのサイクル回数で評価したものをハイレート放電特性とし、放電容量は比較例1の測定結果を100%とし、それに対する相対値で求めた。
<Evaluation of high-rate discharge characteristics>
A positive electrode mixture was prepared by weighing and mixing so that the manganese dioxide mixture was 80 wt%, the conductive material was 5 wt%, and the 40 wt% KOH aqueous solution was 15 wt%. The positive electrode mixture was weighed and formed to be 1.0 g in terms of manganese dioxide mixture, molded, and the discharge characteristics were evaluated by the evaluation cell for high rate discharge characteristics shown in FIG. 1 using zinc wire for the negative electrode. did. The cell for evaluation was allowed to stand at room temperature for 1 hour and then subjected to a discharge test. The discharge conditions were as follows: a pulse discharge cycle in which the current was stopped for 50 seconds after being discharged at a current of 100 mA / g for 10 seconds, and the high-rate discharge characteristic was evaluated by the number of cycles up to a final voltage of 0.9 V; The discharge capacity was obtained as a relative value with respect to the measurement result of Comparative Example 1 as 100%.

<有価金属イオンに対する吸着特性の評価>
パラジウム(Pd)を8.8mg/Lを含む水溶液100mLを入れた三角フラスコ、リチウム(Li)8.0mg/Lを含む水溶液100mLを入れた三角フラスコに、各々マンガン酸化物100mgを加え、常温で16時間撹拌した後に、マンガン酸化物をディスポーザブルフィルター(25HP020AN,アドバンテック東洋製)でろ過分離し、水溶液中のPd濃度およびLi濃度を測定することにより評価した。
<Evaluation of adsorption properties for valuable metal ions>
100 mg of manganese oxide was added to each of an Erlenmeyer flask containing 100 mL of an aqueous solution containing 8.8 mg / L of palladium (Pd) and an Erlenmeyer flask containing 100 mL of an aqueous solution containing 8.0 mg / L of lithium (Li). After stirring for 16 hours, the manganese oxide was separated by filtration with a disposable filter (25HP020AN, manufactured by Advantech Toyo) and evaluated by measuring the Pd concentration and the Li concentration in the aqueous solution.

<重金属イオンに対する吸着特性の評価>
鉛(Pb)を10.1mg/Lを含む水溶液100mLを入れた三角フラスコに、マンガン酸化物100mgを加え、常温で16時間撹拌した後に、マンガン酸化物をディスポーザブルフィルター(25HP020AN,アドバンテック東洋製)でろ過分離し、水溶液中のPb濃度を測定することにより評価した。
<Evaluation of adsorption properties for heavy metal ions>
To an Erlenmeyer flask containing 100 mL of an aqueous solution containing 10.1 mg / L of lead (Pb), 100 mg of manganese oxide was added and stirred at room temperature for 16 hours, and then the manganese oxide was removed with a disposable filter (25HP020AN, manufactured by Advantech Toyo). It filtered and isolate | separated and evaluated by measuring Pb density | concentration in aqueous solution.

実施例1
マンガンイオン濃度90g/Lの硫酸マンガン水溶液を攪拌し、これに空気を吹き込みながら1mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を添加してマンガン酸化物を含む硫酸マンガン水溶液を得た。得られたマンガン酸化物は四三酸化マンガン(Mn)の単相であった。
Example 1
A manganese sulfate aqueous solution having a manganese ion concentration of 90 g / L was stirred, and a 1 mol / L sodium hydroxide aqueous solution was added thereto while blowing air to obtain a manganese sulfate aqueous solution containing manganese oxide. The obtained manganese oxide was a single phase of trimanganese tetraoxide (Mn 3 O 4 ).

得られた四三酸化マンガン(Mn)のXRDパターンを図2に示す。 The XRD pattern of the obtained trimanganese tetraoxide (Mn 3 O 4 ) is shown in FIG.

得られた四三酸化マンガン(Mn)51gを、3mol/L硫酸溶液260gが入ったビーカーに浸漬し、60℃で4時間撹拌し、黒色沈殿物のスラリー液を得た。このスラリー液をメンブランフィルターでろ過した後、ろ過物を500mLの純水が入ったビーカーに入れて、1時間水洗する操作を2回繰り返した。次に再度メンブランフィルターでろ過した後、再びろ過物を500mLの純水が入ったビーカーに入れた後、スラリーpHが5.6になるまで1mol/LのNaOH溶液で中和し、ろ過、乾燥してマンガン酸化物を得た。得られたマンガン酸化物は二酸化マンガン(γMnO)に帰属されるXRDパターンを示した。この二酸化マンガンの物性を表1に、XRDパターンを図3に、細孔面積(累積)分布図を図4に示した。 51 g of the obtained trimanganese tetraoxide (Mn 3 O 4 ) was immersed in a beaker containing 260 g of a 3 mol / L sulfuric acid solution, and stirred at 60 ° C. for 4 hours to obtain a black precipitate slurry. After filtering this slurry solution with a membrane filter, the operation of placing the filtrate in a beaker containing 500 mL of pure water and washing with water for 1 hour was repeated twice. Next, after filtering again with a membrane filter, the filtrate was again placed in a beaker containing 500 mL of pure water, neutralized with a 1 mol / L NaOH solution until the slurry pH reached 5.6, filtered and dried. As a result, manganese oxide was obtained. The obtained manganese oxide showed an XRD pattern attributed to manganese dioxide (γMnO 2 ). The physical properties of this manganese dioxide are shown in Table 1, the XRD pattern is shown in FIG. 3, and the pore area (cumulative) distribution chart is shown in FIG.

Figure 2016108212
合成例1
硫酸−硫酸マンガン混合溶液の入った電解槽内に、マンガンイオン濃度45g/Lの補給硫酸マンガン液を連続的に添加しながら電解し、二酸化マンガンの電析する陽極にはチタン電極を用い、陰極にはカーボン電極を用いて、電解二酸化マンガンを製造した。電解中は、電解電流密度を0.59A/dm、電解温度を96℃とした。なお、補給硫酸マンガン液は電解槽内の硫酸濃度が35.0g/Lとなるよう添加し、14日間電解し、電解終了時の電解電圧は、2.6Vであった。
Figure 2016108212
Synthesis example 1
In an electrolytic cell containing a sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution, electrolysis is performed while continuously adding a supplemental manganese sulfate solution having a manganese ion concentration of 45 g / L. A titanium electrode is used as an anode for manganese dioxide electrodeposition, A carbon electrode was used to produce electrolytic manganese dioxide. During electrolysis, the electrolysis current density was 0.59 A / dm 2 , and the electrolysis temperature was 96 ° C. The replenished manganese sulfate solution was added so that the sulfuric acid concentration in the electrolytic cell was 35.0 g / L, electrolyzed for 14 days, and the electrolysis voltage at the end of the electrolysis was 2.6V.

得られた電着物を電極から剥離後、平均粒子径40μmとなるように粉砕した後、水洗中和、乾燥して、電解二酸化マンガンを得た。得られた電解二酸化マンガンは、γ相であった。この電解二酸化マンガンの物性を表1に、XRDパターンを図3に示した。   The obtained electrodeposit was peeled from the electrode, pulverized to an average particle size of 40 μm, neutralized with water and dried to obtain electrolytic manganese dioxide. The obtained electrolytic manganese dioxide was a γ phase. The physical properties of this electrolytic manganese dioxide are shown in Table 1, and the XRD pattern is shown in FIG.

実施例2
実施例1で得られた二酸化マンガン0.5gと合成例1で得られた電解二酸化マンガン4.5gをメノウ乳鉢にとり、乳棒でかき混ぜることにより、二酸化マンガン混合物を得た。得られた二酸化マンガン混合物の物性及びハイレート放電特性の評価結果を表2に、XRDパターンを図3に、細孔面積(累積)分布図を図4に示した。
Example 2
A manganese dioxide mixture was obtained by taking 0.5 g of manganese dioxide obtained in Example 1 and 4.5 g of electrolytic manganese dioxide obtained in Synthesis Example 1 in an agate mortar and stirring with a pestle. The evaluation results of the physical properties and high-rate discharge characteristics of the obtained manganese dioxide mixture are shown in Table 2, the XRD pattern is shown in FIG. 3, and the pore area (cumulative) distribution chart is shown in FIG.

Figure 2016108212
実施例3
実施例1で得られた二酸化マンガン0.2gと合成例1で得られた電解二酸化マンガン4.8gとした以外は、実施例2に従って、二酸化マンガン混合物を得た。得られた二酸化マンガン混合物の物性及びハイレート放電特性の評価結果を表2に、XRDパターンを図3に、細孔面積(累積)分布図を図4に示した。
Figure 2016108212
Example 3
A manganese dioxide mixture was obtained according to Example 2, except that 0.2 g of manganese dioxide obtained in Example 1 and 4.8 g of electrolytic manganese dioxide obtained in Synthesis Example 1 were used. The evaluation results of the physical properties and high-rate discharge characteristics of the obtained manganese dioxide mixture are shown in Table 2, the XRD pattern is shown in FIG. 3, and the pore area (cumulative) distribution chart is shown in FIG.

実施例4
実施例1で得られた二酸化マンガン0.1gと合成例1で得られた電解二酸化マンガン4.9gとした以外は、実施例2に従って、二酸化マンガン混合物を得た。得られた二酸化マンガン混合物の物性及びハイレート放電特性の評価結果を表2に、XRDパターンを図3に、細孔面積(累積)分布図を図4に示した。
Example 4
A manganese dioxide mixture was obtained according to Example 2, except that 0.1 g of manganese dioxide obtained in Example 1 and 4.9 g of electrolytic manganese dioxide obtained in Synthesis Example 1 were used. The evaluation results of the physical properties and high-rate discharge characteristics of the obtained manganese dioxide mixture are shown in Table 2, the XRD pattern is shown in FIG. 3, and the pore area (cumulative) distribution chart is shown in FIG.

比較例1
合成例1で得られた電解二酸化マンガンのハイレート放電特性の評価結果を表2に、XRDパターンを図3(合成例1)に、細孔面積(累積)分布図を図4、図9に示した。
Comparative Example 1
The evaluation results of the high rate discharge characteristics of the electrolytic manganese dioxide obtained in Synthesis Example 1 are shown in Table 2, the XRD pattern is shown in FIG. 3 (Synthesis Example 1), and the pore area (cumulative) distribution diagrams are shown in FIGS. It was.

実施例5
合成例1で得られた電解二酸化マンガンを600℃で4時間焼成し、三酸化二マンガン(Mn)を得た。得られた三酸化二マンガン(Mn)のXRDパターンを図5に示した。
Example 5
The electrolytic manganese dioxide obtained in Synthesis Example 1 was fired at 600 ° C. for 4 hours to obtain dimanganese trioxide (Mn 2 O 3 ). The XRD pattern of the obtained dimanganese trioxide (Mn 2 O 3 ) is shown in FIG.

得られた三酸化二マンガン(Mn)50.6gを、3mol/L硫酸溶液260gが入ったビーカーに浸漬し、60℃で4時間撹拌し、黒色沈殿物のスラリー液を得た。このスラリー液をメンブランフィルターでろ過した後、ろ過物を500mLの純水が入ったビーカーに入れて、1時間水洗する操作を2回繰り返した。次に再度メンブランフィルターでろ過した後、再びろ過物を500mLの純水が入ったビーカーに入れた後、スラリーpHが5.6になるまで1mol/LのNaOH溶液で中和し、ろ過、乾燥してマンガン酸化物を得た。得られたマンガン酸化物はα相とγ相の両方を含む二酸化マンガンに帰属されるXRDパターンを示した。この二酸化マンガンの物性を表3に、XRDパターンを図6に、細孔面積(累積)分布図を図7に示した。 50.6 g of the obtained dimanganese trioxide (Mn 2 O 3 ) was immersed in a beaker containing 260 g of a 3 mol / L sulfuric acid solution, and stirred at 60 ° C. for 4 hours to obtain a slurry solution of a black precipitate. After filtering this slurry solution with a membrane filter, the operation of placing the filtrate in a beaker containing 500 mL of pure water and washing with water for 1 hour was repeated twice. Next, after filtering again with a membrane filter, the filtrate was again placed in a beaker containing 500 mL of pure water, neutralized with a 1 mol / L NaOH solution until the slurry pH reached 5.6, filtered and dried. As a result, manganese oxide was obtained. The obtained manganese oxide showed an XRD pattern attributed to manganese dioxide containing both an α phase and a γ phase. The physical properties of this manganese dioxide are shown in Table 3, the XRD pattern is shown in FIG. 6, and the pore area (cumulative) distribution chart is shown in FIG.

Figure 2016108212
実施例6
実施例1で得られた四三酸化マンガン(Mn)50.3gを、1mol/L硫酸溶液260gが入ったビーカーに浸漬し、80℃で16時間撹拌し、黒色沈殿物のスラリー液を得た。このスラリー液をメンブランフィルターでろ過した後、ろ過物を500mLの純水が入ったビーカーに入れて、1時間水洗する操作を2回繰り返した。次に再度メンブランフィルターでろ過した後、再びろ過物を500mLの純水が入ったビーカーに入れた後、スラリーpHが5.6になるまで1mol/LのNaOH溶液で中和し、ろ過、乾燥してマンガン酸化物を得た。得られたマンガン酸化物は二酸化マンガン(γMnO)に帰属されるXRDパターンを示した。この二酸化マンガンの物性を表3に、XRDパターンを図6に、細孔面積(累積)分布図を図7に示した。
Figure 2016108212
Example 6
50.3 g of trimanganese tetraoxide (Mn 3 O 4 ) obtained in Example 1 was immersed in a beaker containing 260 g of a 1 mol / L sulfuric acid solution, stirred at 80 ° C. for 16 hours, and a black precipitate slurry solution Got. After filtering this slurry solution with a membrane filter, the operation of placing the filtrate in a beaker containing 500 mL of pure water and washing with water for 1 hour was repeated twice. Next, after filtering again with a membrane filter, the filtrate was again placed in a beaker containing 500 mL of pure water, neutralized with a 1 mol / L NaOH solution until the slurry pH reached 5.6, filtered and dried. As a result, manganese oxide was obtained. The obtained manganese oxide showed an XRD pattern attributed to manganese dioxide (γMnO 2 ). The physical properties of this manganese dioxide are shown in Table 3, the XRD pattern is shown in FIG. 6, and the pore area (cumulative) distribution chart is shown in FIG.

実施例7
実施例1で得られた四三酸化マンガン(Mn)51.1gを、5mol/L硫酸溶液260gが入ったビーカーに浸漬し、60℃で4時間撹拌し、黒色沈殿物のスラリー液を得た。このスラリー液をメンブランフィルターでろ過した後、ろ過物を500mLの純水が入ったビーカーに入れて、1時間水洗する操作を2回繰り返した。次に再度メンブランフィルターでろ過した後、再びろ過物を500mLの純水が入ったビーカーに入れた後、スラリーpHが5.6になるまで1mol/LのNaOH溶液で中和し、ろ過、乾燥してマンガン酸化物を得た。得られたマンガン酸化物は二酸化マンガン(γMnO)に帰属されるXRDパターンを示した。この二酸化マンガンの物性を表3に、XRDパターンを図6に、細孔面積(累積)分布図を図7に示した。
Example 7
51.1 g of trimanganese tetraoxide (Mn 3 O 4 ) obtained in Example 1 was immersed in a beaker containing 260 g of a 5 mol / L sulfuric acid solution, stirred at 60 ° C. for 4 hours, and a black precipitate slurry solution Got. After filtering this slurry solution with a membrane filter, the operation of placing the filtrate in a beaker containing 500 mL of pure water and washing with water for 1 hour was repeated twice. Next, after filtering again with a membrane filter, the filtrate was again placed in a beaker containing 500 mL of pure water, neutralized with a 1 mol / L NaOH solution until the slurry pH reached 5.6, filtered and dried. As a result, manganese oxide was obtained. The obtained manganese oxide showed an XRD pattern attributed to manganese dioxide (γMnO 2 ). The physical properties of this manganese dioxide are shown in Table 3, the XRD pattern is shown in FIG. 6, and the pore area (cumulative) distribution chart is shown in FIG.

実施例8
実施例1で得られた四三酸化マンガン(Mn)50.0gを、3mol/L硫酸溶液260gが入ったビーカーに浸漬し、40℃で24時間撹拌し、黒色沈殿物のスラリー液を得た。このスラリー液をメンブランフィルターでろ過した後、ろ過物を500mLの純水が入ったビーカーに入れて、1時間水洗する操作を2回繰り返した。次に再度メンブランフィルターでろ過した後、再びろ過物を500mLの純水が入ったビーカーに入れた後、スラリーpHが5.6になるまで1mol/LのNaOH溶液で中和し、ろ過、乾燥してマンガン酸化物を得た。得られたマンガン酸化物は二酸化マンガン(γMnO)に帰属されるXRDパターンを示した。この二酸化マンガンの物性を表3に、XRDパターンを図6に、細孔面積(累積)分布図を図7と図11に示した。
Example 8
50.0 g of trimanganese tetraoxide (Mn 3 O 4 ) obtained in Example 1 was immersed in a beaker containing 260 g of a 3 mol / L sulfuric acid solution, stirred at 40 ° C. for 24 hours, and a black precipitate slurry solution Got. After filtering this slurry solution with a membrane filter, the operation of placing the filtrate in a beaker containing 500 mL of pure water and washing with water for 1 hour was repeated twice. Next, after filtering again with a membrane filter, the filtrate was again placed in a beaker containing 500 mL of pure water, neutralized with a 1 mol / L NaOH solution until the slurry pH reached 5.6, filtered and dried. As a result, manganese oxide was obtained. The obtained manganese oxide showed an XRD pattern attributed to manganese dioxide (γMnO 2 ). The physical properties of this manganese dioxide are shown in Table 3, the XRD pattern is shown in FIG. 6, and the pore area (cumulative) distribution charts are shown in FIGS.

実施例9
実施例5で得られた二酸化マンガン0.2gと合成例1で得られた電解二酸化マンガン4.8gとした以外は、実施例2に従って、二酸化マンガン混合物を得た。得られた二酸化マンガン混合物の物性及びハイレート放電特性の評価結果を表4に、XRDパターンを図8に、細孔面積(累積)分布図を図9に示した
Example 9
A manganese dioxide mixture was obtained according to Example 2, except that 0.2 g of manganese dioxide obtained in Example 5 and 4.8 g of electrolytic manganese dioxide obtained in Synthesis Example 1 were used. The evaluation results of the physical properties and high-rate discharge characteristics of the obtained manganese dioxide mixture are shown in Table 4, the XRD pattern is shown in FIG. 8, and the pore area (cumulative) distribution chart is shown in FIG.

Figure 2016108212
実施例10
実施例6で得られた二酸化マンガン0.2gと合成例1で得られた電解二酸化マンガン4.8gとした以外は、実施例2に従って、二酸化マンガン混合物を得た。得られた二酸化マンガン混合物の物性及びハイレート放電特性の評価結果を表4に、XRDパターンを図8に、細孔面積(累積)分布図を図9に示した。
Figure 2016108212
Example 10
A manganese dioxide mixture was obtained according to Example 2, except that 0.2 g of manganese dioxide obtained in Example 6 and 4.8 g of electrolytic manganese dioxide obtained in Synthesis Example 1 were used. The evaluation results of the physical properties and high rate discharge characteristics of the obtained manganese dioxide mixture are shown in Table 4, the XRD pattern is shown in FIG. 8, and the pore area (cumulative) distribution chart is shown in FIG.

実施例11
実施例7で得られた二酸化マンガン0.2gと合成例1で得られた電解二酸化マンガン4.8gとした以外は、実施例2に従って、二酸化マンガン混合物を得た。得られた二酸化マンガン混合物の物性及びハイレート放電特性の評価結果を表4に、XRDパターンを図8に、細孔面積(累積)分布図を図9に示した。
Example 11
A manganese dioxide mixture was obtained according to Example 2, except that 0.2 g of manganese dioxide obtained in Example 7 and 4.8 g of electrolytic manganese dioxide obtained in Synthesis Example 1 were used. The evaluation results of the physical properties and high rate discharge characteristics of the obtained manganese dioxide mixture are shown in Table 4, the XRD pattern is shown in FIG. 8, and the pore area (cumulative) distribution chart is shown in FIG.

実施例12
実施例8で得られた二酸化マンガン0.2gと合成例1で得られた電解二酸化マンガン4.8gとした以外は、実施例2に従って、二酸化マンガン混合物を得た。得られた二酸化マンガン混合物の物性及びハイレート放電特性の評価結果を表4に、XRDパターンを図8に、細孔面積(累積)分布図を図9に示した。
Example 12
A manganese dioxide mixture was obtained according to Example 2, except that 0.2 g of manganese dioxide obtained in Example 8 and 4.8 g of electrolytic manganese dioxide obtained in Synthesis Example 1 were used. The evaluation results of the physical properties and high rate discharge characteristics of the obtained manganese dioxide mixture are shown in Table 4, the XRD pattern is shown in FIG. 8, and the pore area (cumulative) distribution chart is shown in FIG.

実施例13
実施例8で得られた二酸化マンガンを用いて、有価金属イオンおよび重金属イオンの吸着特性を評価した。その評価結果を表5に示す。
Example 13
Using the manganese dioxide obtained in Example 8, the adsorption characteristics of valuable metal ions and heavy metal ions were evaluated. The evaluation results are shown in Table 5.

Figure 2016108212
比較例2
過マンガン酸カリウム(KMnO)0.1mol/Lの水溶液に、硫酸マンガン(MnSO)0.6mol/Lの水溶液を常温下で2mL/分の速度で添加し、添加終了後、2時間の熟成反応を行った。反応終了後、ろ過、水洗を行い、その後、105℃で16時間乾燥した後にマンガン酸化物を得た。得られたマンガン酸化物は、過マンガン酸イオン(Mn7+)とマンガンイオン(Mn2+)の反応で合成した際に得られる二酸化マンガン(δMnO)に帰属されるXRDパターンを示した。
Figure 2016108212
Comparative Example 2
To an aqueous solution of potassium permanganate (KMnO 4 ) 0.1 mol / L, an aqueous solution of manganese sulfate (MnSO 4 ) 0.6 mol / L was added at a rate of 2 mL / min at room temperature. An aging reaction was performed. After completion of the reaction, filtration and washing with water were carried out, and then after drying at 105 ° C. for 16 hours, manganese oxide was obtained. The obtained manganese oxide showed an XRD pattern attributed to manganese dioxide (δMnO 2 ) obtained when synthesized by a reaction of permanganate ion (Mn 7+ ) and manganese ion (Mn 2+ ).

この二酸化マンガンのミクロポア(細孔直径2nm以上5nm以下の細孔)とメソポア(細孔直径5nmを超え100nm以下の細孔)の容積は、それぞれ0.011cm/gと0.020cm/gであった。この二酸化マンガンのXRDパターンを図10に、細孔面積(累積)分布図を図11に示した。 The volume of micropores of the manganese dioxide (pore diameter 2nm or 5nm less pores) and mesopores (less pores 100nm exceeds the pore diameter 5nm), respectively 0.011cm 3 / g and 0.020 cm 3 / g Met. The XRD pattern of this manganese dioxide is shown in FIG. 10, and the pore area (cumulative) distribution chart is shown in FIG.

得られた二酸化マンガンを用いて、有価金属イオンおよび重金属イオンの吸着特性を評価した。その評価結果を表5に示す。   Using the resulting manganese dioxide, the adsorption characteristics of valuable metal ions and heavy metal ions were evaluated. The evaluation results are shown in Table 5.

表5から、本発明の二酸化マンガンは、有価金属イオンや重金属イオンの吸着特性に優れていることがわかった。   From Table 5, it was found that the manganese dioxide of the present invention is excellent in the adsorption characteristics of valuable metal ions and heavy metal ions.

本発明の二酸化マンガン混合物は大きな反応表面積を有するため、放電特性、特にハイレート放電特性に優れたアルカリマンガン乾電池の正極活物質として使用することができる。   Since the manganese dioxide mixture of the present invention has a large reaction surface area, it can be used as a positive electrode active material for alkaline manganese dry batteries having excellent discharge characteristics, particularly high-rate discharge characteristics.

1:亜鉛負極
2:正極合剤
3:上部固定具
4:KOH水溶液
5:多孔板
6:セパレーター
7:Ni板
8:Niリード
1: Zinc negative electrode 2: Positive electrode mixture 3: Upper fixture 4: KOH aqueous solution 5: Perforated plate 6: Separator 7: Ni plate 8: Ni lead

Claims (16)

細孔直径5nmを超え100nm以下の細孔の容積が0.07cm/g以上であることを特徴とする二酸化マンガン。 A manganese dioxide characterized in that the volume of pores having a pore diameter of more than 5 nm and not more than 100 nm is 0.07 cm 3 / g or more. 細孔直径2nm以上5nm以下の細孔の容積が0.004cm/g未満であることを特徴とする請求項1に記載の二酸化マンガン。 2. The manganese dioxide according to claim 1, wherein the volume of pores having a pore diameter of 2 nm or more and 5 nm or less is less than 0.004 cm 3 / g. 請求項1又は請求項2に記載の二酸化マンガン及び電解二酸化マンガンを含むことを特徴とする二酸化マンガン混合物。 A manganese dioxide mixture comprising the manganese dioxide of claim 1 or claim 2 and electrolytic manganese dioxide. 細孔直径5nmを超え100nm以下の細孔の容積が0.003cm/g以上であることを特徴とする請求項3に記載の二酸化マンガン混合物。 4. The manganese dioxide mixture according to claim 3, wherein the volume of pores having a pore diameter of more than 5 nm and not more than 100 nm is 0.003 cm 3 / g or more. 細孔直径2nm以上5nm以下の細孔の容積が0.004cm/g未満であることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の二酸化マンガン混合物。 5. The manganese dioxide mixture according to claim 3 , wherein the volume of pores having a pore diameter of 2 nm or more and 5 nm or less is less than 0.004 cm 3 / g. 細孔直径5nmを超え100nm以下の細孔の面積が0.1m/g以上であることを特徴とする請求項3〜請求項5のいずれかの項に記載の二酸化マンガン混合物。 The manganese dioxide mixture according to any one of claims 3 to 5, wherein an area of pores having a pore diameter of more than 5 nm and not more than 100 nm is 0.1 m 2 / g or more. アルカリ電位が270mV以上350mV未満であることを特徴とする請求項3〜請求項6のいずれかの項に記載の二酸化マンガン混合物。 The manganese dioxide mixture according to any one of claims 3 to 6, wherein an alkali potential is 270 mV or more and less than 350 mV. 嵩密度が1.6g/cm以上であることを特徴とする請求項3〜請求項7のいずれかの項に記載の二酸化マンガン混合物。 The manganese dioxide mixture according to any one of claims 3 to 7, wherein a bulk density is 1.6 g / cm 3 or more. 低価数のMn酸化物を濃厚な酸で不均化反応することにより生成させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の二酸化マンガンの製造方法。 3. The method for producing manganese dioxide according to claim 1, wherein the low-valent Mn oxide is produced by a disproportionation reaction with a concentrated acid. 低価数のMn酸化物が四三酸化マンガン(Mn)であることを特徴とする請求項9に記載の二酸化マンガンの製造方法。 The method for producing manganese dioxide according to claim 9, wherein the low-valent Mn oxide is trimanganese tetraoxide (Mn 3 O 4 ). 低価数のMn酸化物が三酸化二マンガン(Mn)であることを特徴とする請求項9に記載の二酸化マンガンの製造方法。 The method for producing manganese dioxide according to claim 9, wherein the low-valent Mn oxide is dimanganese trioxide (Mn 2 O 3 ). 酸が1mol/L以上8mol/L以下の硫酸であることを特徴とする請求項9〜請求項11のいずれかの項に記載の二酸化マンガンの製造方法。 The method for producing manganese dioxide according to any one of claims 9 to 11, wherein the acid is sulfuric acid having a concentration of 1 mol / L to 8 mol / L. 請求項1に記載の二酸化マンガンを、当該二酸化マンガンと電解二酸化マンガンの合計に対して、0.5重量%以上10重量%以下の割合で電解二酸化マンガンと混合することを特徴とする請求項3〜請求項8のいずれかの項に記載の二酸化マンガン混合物の製造方法。 The manganese dioxide according to claim 1 is mixed with electrolytic manganese dioxide at a ratio of 0.5 wt% to 10 wt% with respect to the total of the manganese dioxide and electrolytic manganese dioxide. The manufacturing method of the manganese dioxide mixture of any one of Claims 8-9. 請求項1に記載の二酸化マンガンを、硫酸−硫酸マンガン混合溶液中に添加しながら電解し、電解二酸化マンガンと共電析させることを特徴とする請求項3〜請求項8のいずれかの項に記載の二酸化マンガン混合物の製造方法。 The manganese dioxide according to claim 1 is electrolyzed while being added to a sulfuric acid-manganese sulfate mixed solution, and is co-deposited with electrolytic manganese dioxide. The manufacturing method of the manganese dioxide mixture of description. 請求項3〜請求項8のいずれかの項に記載の二酸化マンガン混合物を含むことを特徴とする電池用正極活物質。 A positive electrode active material for a battery, comprising the manganese dioxide mixture according to any one of claims 3 to 8. 請求項1又は請求項2に記載の二酸化マンガンを含むことを特徴とする吸着剤。 An adsorbent comprising the manganese dioxide according to claim 1 or 2.
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