[發明專利]一種硝酸錳熱解生成Mn2O3的方法

有效

• 申請號: 201310385109.7
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN103420426A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 李寧;王超;陸勝;方鳴;林兵;熊曉莉;張選紅
• 申請（專利權）人: 重慶工商大學
• 主分類號: C01G45/02
• 分類號: C01G45/02
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 霍本俊

技術領域

本發明涉及一種制備Mn₂O₃納米材料的方法，特別涉及一種硝酸錳熱解生成Mn₂O₃的方法。

背景技術

由于錳氧化物在催化劑、分子篩、二次電池、離子交換材料、磁性功能材料中有著十分重要的應用，它們受到越來越多研究者的關注。其中，化合價為+3的錳氧化物Mn₂O₃，具有廣泛的用途，可用于布料的印染工藝，也可高效催化氧化有機污染物和氮氧化物、催化有機耦合反應，還可用作軟磁材料前驅體，或者作為合成鋰離子電池電極材料的原料。

Mn₂O₃的制備，可以通過煅燒MnO₂（張清岑，李貴奇，天然二氧化錳(NMD)焙燒制備Mn₂O₃的研究，中國錳業，2000,18(4):39-41）或MnCO₃（張杰，唐定國，劉浩文，楊漢民，碳酸錳高溫分解制備三氧化二錳研究，山東化工，2013,42(4):1-4）獲得；還可以MnCl₂為原料，采用液相沉淀法制備前驅物，然后對前驅物進行熱處理獲得Mn₂O₃（雙喜，麗麗，嘎日迪，液相沉淀法制備Mn₂O₃，內蒙古石油化工，2005,12:12-13）；或是在N₂保護下，在Mn(NO₃)₂溶液中，加入NH₃.H₂O-NH₄Cl緩沖溶液，得膠體，然后水熱，煅燒獲得產物（賴瓊鈺，盧集政，肖淑興，水熱氧化法制備γ-Mn₂O₃，應用化學，1999,16(2):56-59）；也可通過配制一定濃度的硝酸錳溶液，加入一定比例的尿素，將兩者充分混合后，在120-180℃間反應8-36h，將中間產物洗滌、干燥后，置于馬弗爐中在450℃以上煅燒后得到（李斌，杜芳林，張欣，水熱法制備方鐵錳礦Mn₂O₃，中國錳業，2008,26(1):12-16）；也有用Mn(CH₃COO)₂、KMnO₄為原料，在600℃以上煅燒后得到（趙丹，譚金山，季倩倩，Mn₂O₃納米結構的簡易合成與電化學性質，無機化學學報，2010,26(5):832-838）；也有在乙二醇體系中，用溶劑熱法合成Mn₂O₃的報道，具體如下：50%硝酸錳溶液中加入NaAc和聚乙二醇（聚合度為6000），磁力攪拌10min后，將此溶液物轉移到聚四氟乙烯內襯的不銹鋼反應釜中，并用蒸餾水將反應釜內襯填充至總容積的75%，密封，200℃恒溫不同的時間后，自然冷卻到室溫，真空抽濾分離反應后的產物，依次用蒸餾水和無水乙醇洗滌數次，60℃真空干燥，得最終產物合成產品（陳友存，張銳，Mn₂O₃微米盤和微球的溶劑熱合成及其光催化性能，化學世界，2011(5):262-265）；申請號為200910068370.8的專利報道了以有機絡合劑與錳鹽溶液混合，經三次升溫、三次保溫過程，制得了Mn₂O₃納米材料；申請號為00135435.3的專利以高錳酸鉀和水合肼為原料，在攪拌條件下得到三氧化二錳納米晶。

以上方法為Mn₂O₃的不同合成方法，有各自的優點，但也存在一些不足，如煅燒法反應溫度較高，也有些方法存在使用添加劑多、工藝條件復雜或需特殊的反應設備等問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種硝酸錳熱解生成Mn₂O₃的方法，添加劑少，反應溫度低，反應速度快，工藝流程簡單，無需特殊的反應設備。

本發明的硝酸錳熱解生成Mn₂O₃的方法，包括以下步驟：

1）往硝酸錳溶液中加入三乙醇胺，攪拌混合后，靜置10～20min；

2）將步驟1）得到的反應體系以10～20℃/min的升溫速度升溫至300℃，然后冷卻，研磨產物，得到黑色粉末，即為Mn₂O₃粉末。