[發明專利]一種隱鉀錳型K2-xCoyNizMn8-y-zO16納米線及其制備方法

有效

• 申請號: 201310751726.4
• 申請日: 2013-12-31
• 公開（公告）號: CN103774236A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 閆東偉;武英;況春江;周少雄
• 申請（專利權）人: 安泰科技股份有限公司
• 主分類號: C30B29/62
• 分類號: C30B29/62;C30B29/22;C30B7/10;C01G53/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

技術領域

本發明涉及一種隱鉀錳型K_2-xCo_yNi_zMn_8-y-zO₁₆納米線及其制備方法，屬于分子篩技術領域。

背景技術

氧化錳八面體分子篩（OMS-2）具有高的孔隙率和多種孔道結構，是一種類似于沸石型的新型微孔材料，其晶體結構具有由2x2共邊的八面體MnO₆鏈構成，鏈與鏈之間通過八面體頂點的氧原子相連形成大約為0.46nm×0.46nm的一維孔道，由于OMS-2晶格中存在多種價態的錳離子（Mn²⁺、Mn³⁺、Mn⁴⁺），又有大量敞開的層間和孔道結構，因而表現出良好的氧化還原活性，同時還具有溫和的表面酸堿性以及優異的離子交換性能，從而OMS-2可廣泛應用于分離、氣體傳感、能源存儲、催化劑等領域。

中國專利文獻CN101711990A公開了一種負載金屬氧化物的分子篩催化劑，由純隱鉀錳礦型二氧化錳和過渡金屬組成，其采用回流法制備得到，具體步驟包括：（1）配制150mL0.3mol/L的高錳酸鉀溶液，40℃加熱攪拌后轉移到1000mL的三口燒瓶中，在攪拌條件下于80℃油浴加熱15min，并用自來水冷凝回流；（2）配制150mL0.45mol/L的醋酸錳溶液，40℃加熱攪拌后加入到步驟（1）中盛有高錳酸鉀溶液的三口燒瓶中，控制攪拌速度為400r/min，并用自來水進行冷凝回流，將上述兩種溶液于80℃反應22小時，得到黑色漿狀沉淀，黑色漿狀沉淀用去離子水抽濾1小時，然后在烘箱內于105℃干燥11小時；再放入馬弗爐于400℃焙燒4小時，得到八面體錳氧化物分子篩催化劑（OMS-2）固體；（3）稱取0.67g六水和硝酸鈷加入45mL水中配制成溶液，再加入2.5g步驟（2）制得的OMS-2固體,利用旋轉蒸發儀將鈷浸漬在OMS-2固體上，控制水溫40℃，將得到的固體在烘箱內于105℃干燥11小時，再放入馬弗爐于400℃焙燒4小時，得到摻雜鈷質量分數為5wt%的Co/OMS-2催化劑。上述催化劑的穩定性好，對乙醇汽油尾氣殘余的乙醇乙醛氧化能力強，低溫活性好，然而，上述采用化學回流法制備上述催化劑，需要分步進行，步驟及操作繁雜，獲得的產物結晶度較差，粒度分布范圍較寬，分散性不好。

此外，現有技術中的中國文獻CN102623188A還公開了一種摻雜的氧化錳八面體分子篩的制備方法，其具體步驟為：將高錳酸鉀和硫酸錳按照摩爾比值為0.76的配比混合成均勻溶液，之后按照Sn/Mn摩爾比值為0.03加入四氯化錫，同時加入濃硝酸調節pH值為1-2，在160℃水熱反應24h，然后過濾，去離子水和乙醇反復洗滌，60℃干燥12h，研磨后得到錫摻雜的氧化錳八面體分子篩。上述錫摻雜的氧化錳八面體分子篩采用水熱法制備得到，從而制備過程中能夠實現原料在水溶液中的均勻混合，制備得到的粉體其粒度分布范圍窄，結晶良好，然而，該方法制備得到的錫摻雜的氧化錳八面體分子篩，其結構中錫和氧化錳只是物理意義上的混合，錫并沒有取代晶格中錳的位置，從而在晶格產生了一些雜項，影響結構的穩定性和可控性，將其應用于催化劑等領域時，非純相雜質的引入反而會降低材料的催化活性。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是現有技術采用水熱法制備得到摻雜的氧化錳八面體分子篩的結構中，摻雜原子并沒有取代晶格中錳的位置，存在雜項較多，結構穩定性和可控性差，從而提供一種以單一化合物形式存在的隱鉀錳型K_2-xCo_yNi_zMn_8-y-zO₁₆納米線及其制備方法。

為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：

一種隱鉀錳型K_2-xCo_yNi_zMn_8-y-zO₁₆納米線，所述K_2-xCo_yNi_zMn_8-y-zO₁₆的分子式中0≤x<2，0≤y≤6，0≤z≤6，0<y+z≤6；

所述K_2-xCo_yNi_zMn_8-y-zO₁₆屬四方晶系，晶格參數