新型多孔氧化锰的合成、相关影响因素与机理的研究

摘要

锰的氧化物在化学电源,催化剂和巨磁阻材料等领域所表现出优良的电化学性质、催化性能和磁学性能一直是人们研究的热点之一.多孔氧化锰由于其结构多样性和特有的物理化学性质,例如,良好的离子交换和吸附分子性质可以用作离子筛、分子筛和催化剂等,更是倍受人们关注的研究领域.多孔氧化锰的合成方法主要为模板法.锰的氧化物按模板形状构筑,当氧化锰所构筑的结构稳定以后,除去模板,得到多孔氧化锰.模板一般为离子模板、表面活性剂胶束模板和胶体晶体模板.孔道的结构和大小依赖于模板的性质和大小.离于模板一般用于制备微孔氧化锰;表面活性剂胶束模板可以合成介孔氧化锰;胶体晶体模板则用于合成大孔氧化锰.其中,微孔氧化锰的孔道较小,在应用上受到一定的限制.介孔氧化锰的合成在技术上难度较大.胶体晶体模板的制备工艺过程复杂,技术难度较高,限制了大孔氧化锰的合成.对介孔和大孔氧化锰来说,需要在合成方法和手段上有所突破,才能实际应用.针对上述问题,人们一直在寻找一种简单有效的合成介孔和大孔氧化锰的方法.该文发明一种全新的方法——无模板燃烧化学法合成了多孔氧化锰.应用XRD、TEM、SEM、TGA、FTIR、表面吸附等分析手段对多孔氧化锰的物相、表面性质以及微观结构等性质进行了深入的研究,并对多孔氧化锰制备过程中的反应条件对氧化锰多孔的影响展开了研究;分析了多孔氧化锰的形成机理.

目录

文摘

英文文摘

第一章多孔氧化锰的结构与合成综述

§1.1引言

§1.2多孔无机材料的合成与应用

§1.2.1微孔无机材料的合成与应用

§1.2.2介孔无机材料的合成及应用

§1.2.3大孔无机材料的合成与应用

§1.3多孔氧化锰材料的结构与制备

§1.3.1氧化锰的结构

§1.3.2孔道和层状氧化锰的合成

§1.4总结

§1.5论文工作设计方案

参考文献

第二章多孔氧化锰纳米薄片材料的制备及其相关影响因素的研究

§2.1引言

§2.2前驱体材料CTAMO的制备和表征

§2.2.1CTAMO的制备

§2.2.2样品表征所用的仪器和设备

§2.2.3CTAMO的表征

§2.3不同温度处理对产物物相的影响

§2.3.1样品的制备

§2.3.2 XRD分析

§2.4不同温度处理对产物的形貌结构的影响

§2.4.1处理温度≤400℃的样品形貌和结构

§2.4.2处理温度在400℃～500℃之间的样品形貌和结构

§2.4.3处理温度在550℃～850℃之间的样品形貌和结构

§2.4.4处理温度＞900℃的样品形貌和结构

§2.5不同温度处理对产物的吸附行为的影响

§2.6反应时间对样品的相结构、微观形貌和吸附的影响

§2.6.1反应时间对样品的相结构影响

§2.6.2反应时间对样品的形貌结构影响

§2.6.3反应时间对样品的吸附能力影响

§2.7总结

参考文献

第三章反应气氛等反应条件对多氧化锰的影响

§3.1引言

§3.2不同反应气氛中对样品的热处理

§3.2.1样品制备

§3.2.2 XRD分析

§3.2.3不同反应气氛对样品形貌结构的影响

§3.3不同操作工艺中对样品的热处理

§3.3.1样品制备

§3.3.2 XRD分析

§3.3.3不同操作工艺对样品形貌结构的影响

§3.4 结论

参考文献

第四章多孔氧化锰形成机理的研究

§4.1引言

§4.2Mn3O4多孔纳米薄片的形成过程

§4.2.1研磨对Mn3O4多孔纳米薄片的影响

§4.2.2燃烧温度对Mn3O4多孔纳米薄片的影响

§4.3Mn2O3多孔纳米薄片的形成过程

§4.3.1热处理中的物相转变过程

§4.3.2热处理过程中样品微观结构的变化

§4.4不同反应气氛中多孔薄片的形成过程

§4.5孔的形状与大小随温度的变化

§4.5.1堆积孔随温度的变化

§4.5.2气孔的形成过程

§4.5.3矩形孔的形成过程

§4.6总结

参考文献

攻读硕士学位期间论文发表情况

致谢