纳米结构mno,2的制备与相关性能研究

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1、合肥工业大学硕士学位论文纳米结构MnO<,2>的制备与相关性能研究姓名：任祥斌申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：张卫新20070603纳米结构Mn02的制备与相关性能研究摘要本文以合成的纳米结构前驱体"t-MnOOH纳米棒为原料，采用水熟法于同一体系中分别制得直径5-20rim，长度100．200rim的a．Mn02和直径50．100nm，长度5．15微米的B．Mn02纳米棒；进而，采用微波加热法，制备出直径5-20nm，长度2—5微米的a．Mn02纳米纤维和直径100．150am，长度5．

2、20微米的B—Mn02纳米棒。利用XRD、TEM、FTIR和FE．SEM等分机丁J段时产物进行了表征，并对反应机理进行了探讨。本研究为制各纳米绵构Mn02提供了新的途径。对所合成的纳米结构Mn02进行了催化性能和电化学性能测试，初步研究了其纳米结构与其催化性能和电化学性能之间的关系。将不同方法制各的纳米结构Mn02应用于催化H202分解，研究表明催化反应属于一级动力学反应。以水热法制备的n．Mn02和B．Mn02纳米棒为催化剂的催化反应速率常数k分别为0．0197S_和0．110S～。以微波法制备的

3、口．Mn02纳米纤维和B-Mn02纳米棒为催化剂的催化反应速率常数k分别为0．0466So和O．205S～。微波法所得纳米结构Mn02催化性能优于水热法所得纳米结构Mn02。以不同方法制备的纳米结构Mn02作为Li／Mn02一次电池正极活性物质．进行了初步的电化学性能研究。以水热法制备的a．Mn02和B．Mn02分别为f极材料、电池的放电容量分别为208．99日1A,h／g和155．67mA“g。眦微波i』：剖备的q．Mn02和B-Mn02为诈极材料，电池的放电容量分别为270．23mA·h／g和1

4、86．66mA·h／g。可以看出，以微波法制各的纳米结构a．Mn02具有最高的放电容量，是很好的一次Li／Mn02电池正极活性物质。关键词：纳米结构；Mn02水热法；微波加热法；催化性能；电化学性能SynthesisandPropertiesofNanostructuredManganeseDioxidesAbstraetBasedonthenanostrnctured7-MnOOHprecursor，o—Mn02nanorodswithdiametersof5．20sinandlengthsof1

5、00-200nlnand3-Mn02nanorodswithdiameters50-100mandlengthsof5-15Umhavebeensuccessfullypreparedbyahydrothermalmethod．Furthermore，afastmicrowave—heatingmethodwasintroducedtosynthesizen．Mn02nanofiberswithdiametersof5-20nmandlengthsof2-5lamand13-Mn02nanorods

6、withdiameters100—150mnandlengthsof5．20IxmThesampleswerecharacterizedbyXRD，TEM，FTIRandFE-SEMmeasurements．Fromtheexperimentalresults，themechanismhasbeendiscussed．ThecatalyticandelectrochemicalpropertiesofthenanostructuredMn02werestudiedfundamentallyandth

7、erelationshipbetweenthenanostructuresofMn02andtheirpropertieswereinvestigated．Nanostructured伍一Mn02and13-Mn02preparedwithtwomethodsshowhighcatalyticactivitiesforthedecompositionofhydrogenperoxide．Thedecompositionratesofhydrogenperoxidefollowfirst—orderk

8、inetics．Withthea-Mn02andB-Mn02samplespreparedbyhydrothermalmethodandmicrowave—heatingmethodascatalysts，respectively，thecorrespondingreactionrateconstantsareO．0197S～，O．110S一，0．0466S—and0．205S～，respectively．Amongthem．13-Mn02seemstobemoree