探析多孔结构锰氧化物的控制合成与特性研究

《探析多孔结构锰氧化物的控制合成与特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号:学校代码:10128UDC:学号:20071158硕士学位论文类别：全日制硕士研究生题目：多孔结构锰氧化物的控制合成与特性研究英文题目：StudyonControlledSynthesisandCharacteristicofPorousStructureManganeseOxide研究生：张乾学科名称：化学工艺指导教师：刘全生教授二○一○年六月摘要本文以锰氧八面体[MnO6]为基元结构，进行了OL、OMS型锰氧化物及ML型铜锰复合氧化物的微介观结构设计和可控合成。采用XRD、SEM及TEM等技术，系统的对OL、OMS

2、及ML型锰氧化物的合成与性能进行了研究，探讨了不同制备条件下阴阳离子对OL型锰氧化物合成及可逆转化的影响，通过氨沥滤提出了一种鉴别孔道结构及层状结构的有效方法。2+2+2+采用KMnO4氧化还原法，以Mg、Ni和Co为导向剂均可合成OL型锰氧2+2+2+2+3+化物，其导向作用能力为Mg＞Ni＞Co，而以Cu和Al为导向剂所合成则是以黑锰矿为主的锰氧化物，没有得到OL型锰氧化物。尽管阴离子不进入锰氧化物的最终组成与结构中，却一直参与锰氧化物合成反应过程，对锰氧化物的组成、结构及其演变过程都有一定程度的影响,如阴离子对OL型锰氧

3、化物结晶度的影响顺---序与引入的阳离子种类有关。Mg离子为导向剂时，阴离子的影响Ac＞Cl/NO3＞-------NO3＞Cl；Ni离子为导向剂时，阴离子的影响Cl/NO3＞Cl＞NO3＞Ac；Co离子-----为导向剂时，阴离子的影响NO3＞Cl/NO3＞Cl＞Ac。2+2+2+2+3+采用KMnO4+NaOH氧化还原法，以Mg、Ni、Co、Cu和Al为导向剂2+2+2+2+3+均可合成OL型锰氧化物，其导向作用的顺序为Mg＞Ni＞Co＞Cu＞Al；阴离子对OL型锰氧化物结晶度的影响与引入的结构导向剂相关，Mg离子为导向剂

4、-----时，阴离子的影响Ac≈Cl/NO3＞Cl＞NO3；Ni离子为导向剂时，阴离子的影响---------Cl＞Cl/NO3＞Ac＞NO3；Co离子为导向剂时，阴离子的影响Ac＞NO3≈Cl/NO3------＞Cl；Cu离子为导向剂时，阴离子的影响Cl/NO3＞Cl＞Ac＞NO3。碱性条件下采用氧气氧化法合成OL型锰氧化物，研究结果表明氧气流量是合成层状结构的关键因素，其它因素虽对层状氧化锰的结晶度和晶粒大小有一定的影响，但不影响OL型氧化锰结构的生成。只有氧气的流量为5L/min，反应时间达到5h时，产物为单一晶相的布

5、塞尔矿结构锰氧化物，干燥后转化成水钠锰矿锰氧化物。反应前是否通入N2处理及干燥气氛对布塞尔矿结构锰氧化物合成没有明显的影响。OL型锰氧化物的可逆转化研究结果表明：OL型锰氧化物发生可逆转化与结合在层间的阳离子导向剂的种类有关，当锰溶液沉淀反应体系中引入Mg离子导向剂时，选用KMnO4为氧化剂制备的布塞尔矿能够逆转为水钠锰矿，这是由层间Mg离子较强的结合水能力所决定的。可逆转化的优化条件是：干燥温度40℃；水化处理时间24h。以氧气氧化法合成的布塞尔矿为前躯体，采用水热合成法合成了Cu-ML及Cu-OMS-1锰氧化物，并通过氨沥

6、滤，有效的区分了两种结构。XRD分析表明Cu-OMS-1结构经氨沥滤后衍射峰出峰位置没有显著变化，仍保持原有的孔道结构，而Cu-ML经氨沥滤后层间距变小，转化为Birnessite型层状锰氧化物结构。关键词：OL、OMS和ML型锰氧化物；合成；可逆转化；氨沥滤；结构鉴别AbstractBaseduponmanganeseoxideoctahedral[MnO6]ofLayeredManganeseOxideswasusedastheprimitivestructure,thedesignandcontrolledsynthes

7、isofporousstructureofOL、OMSmanganeseoxidesandMLcopperandmanganesemixedoxideswereinvestigated.PowderXRD,SEMandTEMwereappliedtocharacterizetheas-synthesizedsamplesofOL、OMSandMLcopperandmanganesemixedoxides.Theeffectsoftheadditionalmetalsdoping,cationsandanionsinmother

8、solutiononthecrystallizationofOLmanganeseoxidesandreversibletransformationwereinvestigated.Anewandconvenientmethodtodistinguishtunnelandla