[發明專利]一種Mn3O4-MnO2納米棒復合氧化物、制備方法及其應用

有效

• 申請號: 201410437819.4
• 申請日: 2014-08-29
• 公開（公告）號: CN104209119A
• 公開（公告）日: 2014-12-17
• 發明（設計）人: 楊仁春;戴永明;劉琪
• 申請（專利權）人: 安徽工程大學
• 主分類號: B01J23/34
• 分類號: B01J23/34;C01G45/02;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 朱順利

技術領域

本發明屬于雙組份金屬氧化物的制備技術領域，具體涉及一種Mn₃O₄-MnO₂納米棒復合氧化物及其制備方法。

背景技術

過渡金屬氧化物因其具有特殊的外層軌道電子結構，在催化領域具有良好的催化性能，具有顯著的發展潛力，受到了廣泛關注和應用。在眾多的過渡金屬氧化物催化材料中，錳氧化物因其具有可調變的多重價態、綠色無毒、價格低廉等特性，是最受關注的過多金屬氧化物催化材料之一。錳氧化物因其具有多重可變的價態，在光、電、磁等方面具有特殊的性能，因此在催化、磁性材料、電池材料、傳感等領域得到廣泛關注，具有不可估量的開發和應用價值。

作為催化材料，其微觀結構和化學組成對其性能影響十分顯著。最近的研究顯示，具有雙組份組成的過渡金屬氧化物，因其結合了兩種不同過渡金屬氧化物，往往較其單一組分氧化物展示出更加優異的催化、電化學和機械性能。

目前，雖然國內外對雙組份金屬氧化物的報道較多，但對于Mn₃O₄-MnO₂雙組份復合氧化物制備的報道還十分有限。目前僅有Xiao等人在CrystEngComm,2011,13,5685-5687通過兩步法制備了以Mn₃O₄作為核、MnO₂作為殼的Mn₃O₄-MnO₂雙組份異質結構復合物。

該方法雖然獲得了Mn₃O₄-MnO₂雙組份組成的復合氧化物，但其所采用的方法顯然是復雜的多步操作，且引入了一定的強酸，不易控制，增加了生產成本和生態環境的負荷。因此，為了獲得更加優異的催化性能，開發綠色高效的合成方法，實現新型結構的Mn₃O₄-MnO₂雙組份復合氧化物制備，值得我們進一步探索。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種Mn₃O₄-MnO₂納米棒復合氧化物，為均一的Mn₃O₄-MnO₂納米棒雙組份復合氧化物。

本發明還提供了一種Mn₃O₄-MnO₂納米棒復合氧化物的制備方法，以高錳酸鉀為錳源、葡萄糖作還原劑、氯化鈉作結構導向劑，制備得到Mn₃O₄-MnO₂納米棒雙組份復合氧化物。

本發明同時還提供了一種Mn₃O₄-MnO₂納米棒復合氧化物的應用，催化氧化方面的應用。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

一種Mn₃O₄-MnO₂納米棒復合氧化物，為棒狀結構，長度5-50μm，直徑為30-120nm。

一種Mn₃O₄-MnO₂納米棒復合氧化物的制備方法，包括以下步驟：

a、在去離子水中加入高錳酸鉀，隨后加入葡萄糖和氯化鈉，攪拌均勻后，密封，加熱反應；

b、將反應得到的產物用蒸餾水潤洗干凈、離心分離并經真空干燥，即得Mn₃O₄-MnO₂納米棒復合氧化物。

步驟a中高錳酸鉀在去離子水中濃度為12-18mol/L。

步驟a中加入的高錳酸鉀、葡萄糖和氯化鈉的物質的量之比為1：0.1～0.3：0～0.4。

步驟a中加熱反應，溫度為110～125℃，反應6～24h。

本發明提供一種Mn₃O₄-MnO₂納米棒復合氧化物的應用，在催化氧化方面的應用，尤其是在亞甲基藍催化氧化降解方面的應用。