纺锤形介孔纳米二氧化锰的控制合成

doi:10.3866/PKU.WHXB20110318

物理化学学报 >> 2011, Vol. 27 >> Issue (03): 743-748.doi: 10.3866/PKU.WHXB20110318

纺锤形介孔纳米二氧化锰的控制合成

韩玲, 倪纪朋, 张良苗, 岳宝华, 申杉杉, 张浩, 陆文聪

上海大学化学系, 上海 200444

收稿日期:2010-09-27 修回日期:2010-11-15 发布日期:2011-03-03
通讯作者: 陆文聪 E-mail:wclu@shu.edu.cn
基金资助:
上海市纳米技术项目(0852nm00700)和上海大学创新项目(A.10-0101-09-023)资助

Controlled Synthesis of Mesoporous MnO₂ Nanospindles

HAN Ling, NI Ji-Peng, ZHANG Liang-Miao, YUE Bao-Hua, SHEN Shan-Shan, ZHANG Hao, LU Wen-Cong

Department of Chemistry, Shanghai University, Shanghai 200444, P. R. China

Received:2010-09-27 Revised:2010-11-15 Published:2011-03-03
Contact: LU Wen-Cong E-mail:wclu@shu.edu.cn
Supported by:
The project was supported by the Shanghai Special Nanotechnology Project, China (0852nm00700) and Innovation Fund of Shanghai University, China (A.10-0101-09-023).

摘要/Abstract

摘要：

在KMnO₄和葡萄糖水溶液体系中, 用一步水热法控制合成了介孔MnCO₃纳米纺锤体, 通过焙烧MnCO₃前驱体可以得到介孔纳米MnO₂, 且保持了原有的纺锤体形貌. 用X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和N₂吸附-脱附(BET)对制备的样品进行了形貌和结构的表征. 并对反应时间、反应物浓度等对产物形貌的影响进行了研究. 实验结果表明, 反应时间和葡萄糖的浓度对MnCO₃前驱体的尺寸和形貌具有重要影响, MnCO₃纵横比可从1.35:1到2.89:1之间改变. 并初步探讨了介孔MnO₂纺锤体的生长机制, MnO₂ 孔的形成是由于焙烧葡萄糖降解形成的纳米碳颗粒所致.

关键词: 水热法, 纺锤形, MnO₂, 介孔

Abstract:

We synthesized mesoporous MnO₂ nanospindles by a one-step hydrothermal process in an aqueous solution of KMnO₄ and glucose. The structure, morphology, purity, and size of the products were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy, transmission electron microscopy (TEM), high resolution transmission electron microscopy (HRTEM), scanning electron microscopy (SEM), and nitrogen adsorption/desorption (BET) measurements. The reaction time and concentrations of glucose influenced the final structures and shapes of the MnO₂ nanospindles. The length to diameter ratio of the MnCO₃ precursor nanospindles can be easily tuned from 1.35:1 to 2.89:1. A possible formation mechanism for the mesoporous MnO₂ nanospindles is proposed and discussed.

Key words: Hydrothermal method, Spindle, MnO₂, Mesoporous

MSC2000:

O641

韩玲, 倪纪朋, 张良苗, 岳宝华, 申杉杉, 张浩, 陆文聪. 纺锤形介孔纳米二氧化锰的控制合成[J]. 物理化学学报, 2011, 27(03): 743-748.

HAN Ling, NI Ji-Peng, ZHANG Liang-Miao, YUE Bao-Hua, SHEN Shan-Shan, ZHANG Hao, LU Wen-Cong. Controlled Synthesis of Mesoporous MnO₂ Nanospindles[J]. Acta Phys. -Chim. Sin., 2011, 27(03): 743-748.

参考文献

(1) Carreon, M. A.; Guliants, V. V. Chem. Mater. 2002, 14, 2670.
(2) Schuth, F. Chem. Mater. 2001, 13, 3184.
(3) Yang, P. D.; Zhao, D. Y.; Margolese, D. I.; Chmelka, B. F.; Stucky, G. D. Nature 1998, 396, 152.
(4) Yang, P. D.; Zhao, D. Y.; Margolese, D. I.; Chmelka, B. F.; Stucky, G. D. Chem. Mater. 1999, 11, 2813.
(5) He, X.; Antonelli, D. Angew. Chem. Int. Edit. 2001, 41, 214.
(6) Kresge, C.; Leonowicz, M.; Roth,W.; Vartuli, J.; Beck, J. Nature 1992, 359, 710.
(7) Gu, F.; Li, C. Z.;Wang, S. F.; Lu, M. K. Langmuir 2006, 22, 1329.
(8) Espinal, L.; Suib, S. L.; Rusling, J. F. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7676.
(9) Armstrong, A. R.; Bruce, P. G. Nature 1996, 381, 499.
(10) Song, X. C.; Zheng, Y. F.; Lin, S.;Wang, Y. Acta Phys.-Chim. Sin. 2007, 23, 258.
[宋旭春, 郑遗凡, 林深, 王芸. 物理化学学报, 2007, 23, 258.]
(11) Winter, M.; Brodd, R. J. Chem. Rev. 2004, 104, 4245.
(12) Toupin, M.; Brousse, T.; Belanger, D. Chem. Mater. 2002, 14, 3946.
(13) Wang, T.; Zhou, J. H.;Wang, D. J.; Sun, D.; Di, Z. Y.; He, J. P. Acta Phys-Chim. Sin. 2009, 25, 2155.
[王涛, 周建华, 王道军, 孙盾, 狄志勇, 何建平. 物理化学学报, 2009, 25, 2155.]
(14) Wills, A. S.; Raju, N. P.; Greedan, J. E. Chem. Mater. 1999, 11,1510.
(15) Segal, S. R.; Park, S. H.; Suib, S. L. Chem. Mater. 1997, 9, 98.
(16) Greedan, J. E.; Raju, N. P.;Wills, A. S.; Morin, C.; Shaw, S. M.; Reimers, J. N. Chem. Mater. 1998, 10, 3058.
(17) Wang, F.;Wang, Y. M.;Wen, Y. X.; Su, H. F.; Li, B. Acta Phys.-Chim. Sin. 2010, 26, 521.
[王凡, 王岩敏, 文衍宣, 粟海峰, 李斌. 物理化学学报, 2010, 26, 521.]
(18) Deng, J. G.; Zhang, L.; Dai, H. X.; Xia, Y. S.; Jiang, H. Y.; Zhang, H.; He, H. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 2694.
(19) Cheng, F. Y.; Zhao, J. Z.; Song,W.; Li, C. S.; Ma, H.; Chen, J.; Shen, P.W. Inorg. Chem. 2006, 45, 2038.
(20) Wang, X.; Li, Y. D. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 2880.
(21) Wang, X.; Li, Y. D. Chem-Eur. J. 2003, 9, 300.
(22) Xiong, Y. J.; Xie, Y.; Li, Z. Q.;Wu, C. Z. Chem-Eur. J. 2003, 9, 1645.
(23) Wei, M.; Konishi, Y.; Zhou, H.; Sugihara, H.; Arakawa, H. Nanotechnology 2005, 16, 245.
(24) Yuan, Z. Y.; Ren, T. Z.; Du, G. H.; Su, B. L. Appl. Phys. A-Mater.2005, 80, 743.
(25) Song, X. C.; Zhao, Y.; Zheng, Y. F. Cryst. Growth. Des. 2007, 7, 159.
(26) Xiong, Y. J.; Xie, Y.; Li, X. X.; Li, Z. Q. Carbon 2004, 42, 1447.
(27) Wong,W. K.; Li, C. P.; Au, F. C. K.; Fung, M. K.; Sun, X. H.; Lee, C. S.; Lee, S. T.; Zhu,W. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 1514.
(28) Chowdhury, A. K. M. S.;Cameron, D. C.;Hashmi, M. S. J. Thin Solid Films 1998, 332, 62.
(29) Ho, C. M.; Yu, J. C.; Kwong, T.; Mak, A. C.; Lai, S. Y. Chem. Mater. 2005, 17, 4514.
(30) Ananth, M. V.; Pethkar, S.; Dakshinamurthi, K. J. Power Sources 1998, 75, 278.
(31) Liu, Z. H.; Yang, X. J.; Makita, Y.; Ooi, K. Chem. Mater. 2002, 14, 4800.
(32) Wang, X. L.; Yuan, A. B.;Wang, Y. Q. J. Power Sources 2007, 172, 1007.

[1]	李慧, 刘双宇, 袁天赐, 王博, 盛鹏, 徐丽, 赵广耀, 白会涛, 陈新, 陈重学, 曹余良. NaOH浓度对Na_0.44MnO₂储钠性能的影响[J]. 物理化学学报, 2021, 37(3): 1907049 -0 .
[2]	李慧,刘双宇,袁天赐,王博,盛鹏,徐丽,赵广耀,白会涛,陈新,陈重学,曹余良. Na_0.44MnO₂在碱性溶液中的电化学机制[J]. 物理化学学报, 2020, 36(5): 1905027 -0 .
[3]	邹后兵, Ettelaie Rammile, 闫帅, 薛楠, 杨恒权. 溶剂诱导翻转Pickering乳液用于原位循环使用酶催化剂[J]. 物理化学学报, 2020, 36(10): 1910006 -0 .
[4]	刘芳,张鲁凤,董倩,陈卓. 小尺寸金石墨纳米颗粒的合成与表征[J]. 物理化学学报, 2019, 35(6): 651 -656 .
[5]	李慧,刘双宇,汪慧明,王博,盛鹏,徐丽,赵广耀,白会涛,陈新,曹余良,陈重学. Al₂O₃包覆对Na_0.44MnO₂正极材料高温储钠性能的改善[J]. 物理化学学报, 2019, 35(12): 1357 -1364 .
[6]	鞠广凯,陶占良,陈军. α-MnO₂纳米管自组装微球的可控制备及电化学性能[J]. 物理化学学报, 2017, 33(7): 1421 -1428 .
[7]	黄学辉,商晓辉,牛鹏举. SBA-15表面改性及其对介孔La_0.8Sr_0.2CoO₃钙钛矿型催化剂结构和性能的影响[J]. 物理化学学报, 2017, 33(7): 1462 -1473 .
[8]	陈凡,王中跃,张艳艳,余柯涵,翁丽星,韦玮. 聚丙烯酸功能化高效发光的La_1-xEu_xF₃纳米晶合成及细胞成像[J]. 物理化学学报, 2017, 33(7): 1446 -1452 .
[9]	甄绪,郭雪静. 三维介孔钴酸锌立方体的制备及其优异的储锂性能[J]. 物理化学学报, 2017, 33(4): 845 -852 .
[10]	万秀美,王丽,龚晓庆,逯丹凤,祁志美. 介孔TiO₂薄膜光波导共振传感器对苯并(a)芘的探测灵敏度[J]. 物理化学学报, 2017, 33(12): 2523 -2531 .
[11]	张晓茹,许跃峰,沈守宇,陈媛,黄令,李君涛,孙世刚. 锂氧电池双功能还原石墨烯-LaFeO₃复合纳米催化剂的制备及性能[J]. 物理化学学报, 2017, 33(11): 2237 -2244 .
[12]	唐艳平,元莎,郭玉忠,黄瑞安,王剑华,杨斌,戴永年. 镁热还原法制备有序介孔Si/C锂离子电池负极材料及其电化学性能[J]. 物理化学学报, 2016, 32(9): 2280 -2286 .
[13]	白守礼,李欣,文越华,程杰,曹高萍,杨裕生,李殿卿. 电解液对水系可充电池MnO₂正极电化学性能的影响[J]. 物理化学学报, 2016, 32(8): 2007 -2017 .
[14]	王悦,蒋权,尚介坤,许杰,李永昕. 介孔氮化碳材料合成的研究进展[J]. 物理化学学报, 2016, 32(8): 1913 -1928 .
[15]	孙梦婷,黄碧纯,马杰文,李时卉,董立夫. 二氧化锰在低温NH₃-SCR催化反应上的形貌效应[J]. 物理化学学报, 2016, 32(6): 1501 -1510 .

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