氯化银水溶胶二氧化锰单粒子的合成研究(4)
李东升等在75℃及一定速度电动搅拌下降适量的1.4M的MnCl2与1M的HCl溶液加入到一定体积的0.12M的KMnO4溶液中。反应120min后用NH4OH调PH值至中性，然后过滤、洗涤、干燥得粒径为30-50nm的纳米MnO2[18]。努尔买买提等将0.6g硝酸钾溶解在蒸馏水中，24.2g醋酸锰加入其中完全溶解后，再加入10.5g柠檬酸完全溶解后稀释到100ml。用氨水调pH=5.5-6.6之间，倒入干净的培养皿中，置于50-60℃的干燥箱中脱水得到湿凝胶，然后再100-120℃下进一步失水得到干凝胶，用玛瑙研钵研磨，在400℃下灼烧24小时得到纳米MnO2，为α-γ混合晶型[19]。
李亚栋等将浓度为3%的H2O2溶液50ml，在充分搅拌下逐滴加入到盛有100ml浓度为1.25%的KMnO4溶液的聚四氟乙烯容器中，进行氧化还原反应，得到稳定的棕色MnO2水合物胶体（放置3h无沉淀析出），再补加20mlH2O2（3%），置于高压釜内于180℃水热处理24h，产物经1:1HNO3洗涤3次，蒸馏水洗涤至中性，于90-100℃真空干燥箱中快速干燥。置于马弗炉内400℃下晶化10h即可得到γ-MnO2纳米粉末[20]。
刘玲采用微乳体系制得了纳米二氧化锰。先将正己醇和TX-100以3：2（质量比）配制，再加入环己烷，比例为正己醇/Tx-100：环己烷=1：5（体积比）。搅拌充分，将锰盐溶液与其混合，使锰盐增溶于微乳液体系中，滴加氨水，形成透明稳定的Mn(OH)2微乳液体系，再通氧气使之形成MnO2，然后再用丙酮使沉淀分离，分别用丙酮和水反复洗涤，90℃恒温干燥，然后于300℃下灼烧24h得γ-MnO2纳米粉末[21]。
王小慧等将NaOH与MnCl2溶液反应，生成沉淀至pH=8时把沉淀离心洗涤，在一定温度下水溶胶溶，然后经过热处理得粒径为10nm以下的ε- MnO2球形粉末[22]。
纳米材料因具有独特的物理和化学性质而成为当今科学研究的一个亮点，纳米科学技术已经扩展到化学电源及新型储能领域，然而尽管已制备出多种形貌的二氧化锰纳米材料，但规模化生产以及应用研究还少见报道。
1.5 本课题研究的目的
在电池领域，二氧化锰的应用相当广泛，在过去的几十年时间里，二氧化锰一直倍受人们关注，这不仅因为其优良的性能，还得益于其丰富的储量、低廉的价格、对环境的友好，在资源和环境日益突出的今天，对于锰的关注就成为必然。而在超级电容器领域中，利用电极材料发生氧化还原反应形成准电容存储能量在世界范围都是一个新的研究课题。 在本课题中，我们主要探索单个二氧化锰粒子的合成方法，并考察合成条件对单粒子二氧化锰形成的影响，争取为超级电容器或锂离子电池等锰基化合物提供单粒子的形态。
2 实验
2.1 实验原理
要实现本实验的合成方法，第一步需要合成稳定的模板剂，即氯化银的水溶胶。在通常情况下，氯化银大多以白色沉淀形式存在。但是，当浓度较小的时候，氯化银分子会均匀地分散在水溶液中，形成白色的稳定乳浊液，即氯化银的水溶胶体。为了得到更好的单粒子二氧化锰，我改变高锰酸钾和氯化锰溶液浓度，改变氯化银水溶胶浓度和PH值，改变搅拌时间。胶体的制备方法如下：
NaCl + AgNO3 → NaNO3 + AgCl
2.2 实验仪器和药品
2.2.1实验仪器
电磁搅拌器：94-2型定时恒温磁力搅拌器，上海志威电器有限公司；
真空干燥箱：DEF-6020型，上海一恒科学仪器有限公司；
循环水式多用真空泵：SHB-IIIA，上海豫康科教仪器设备有限公司；
电子天平：YP102N，北京赛多利斯仪器系统有限公司；