[发明专利]一种砖灰式结构Mn2Mo3O8纳米材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种砖灰式结构Mn₂Mo₃O₈纳米材料及其制备方法，所得纳米材料为由二维的纳米片交叉堆叠成的三维的纳米棒结构，纳米材料的尺寸小、形貌特殊且成分均匀、纯度高且结晶度高，制得的Mn₂Mo₃O₈纳米材料为钼酸锰类纳米材料在储能、催化等领域的广泛应用提供了理论基础和实践经验。制备方法以常规的锰盐、钼酸盐为原料，通过水热和煅烧两步法首次合成了纯度高、结晶度高且形貌特殊的砖灰式结构Mn₂Mo₃O₈纳米材料，配方简单实用、反应条件通用且可重复性强、成本低且易于工业化生产，为生产Mn₂Mo₃O₈纳米材料提供了理论基础和实践经验。

【技术领域】

本发明属于无机纳米材料制备领域，尤其涉及一种砖灰式结构Mn₂Mo₃O₈纳米材料及其制备方法。

【背景技术】

无机纳米材料是材料大类中重要的分支，在光、电、磁、催化等领域有着卓越的表现。无机纳米材料的性能与其微观结构和尺寸密切相关，合理调控纳米材料的微观结构可以制得性能优异的纳米功能材料。

钼酸盐纳米材料作为一种重要的无机纳米材料，在储能、催化、冶金、光电等领域具有良好的应用前景。为了进一步提高钼酸盐纳米材料的综合性能，制备微观结构规整的钼酸盐纳米材料具有重要意义。如中国专利CN201110347430.7公开了一种由纳米片组装成微米棒结构的钼酸锰材料，该方法以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂，采用微波辐射法制备出微米棒状结构的钼酸锰，其产物尺寸较大(微米棒的直径约为2μm)，不具有小尺寸效应和表面效应。因此，该方法在尺寸控制以及低成本制备上具有一定的局限性。中国专利CN201110048928.3公开了以微乳液法制备钼酸锰-钼酸钴分级异质结构纳米线，在制备过程中使用CTAB为表面活性剂，制备方法步骤复杂，成本较高，不适用规模化生产。中国专利CN201210012024.X公开了钼酸锰微晶的制备方法，该方法制备出的产物，结构分散、尺寸偏大且均匀性较差。Mn₂Mo₃O₈，是一种六方结构的钼基团簇化合物，在电化学电池的电极材料、催化和传感器等方面具有重要的应用前景，但是关于这一类钼酸盐的报道相对较少。

【发明内容】

本发明的目的在于解决上述现有技术的问题，提供一种砖灰式结构Mn₂Mo₃O₈纳米材料及其制备方法。该方法采用水热反应，结合煅烧简单方便的制备出形貌特殊，纯度高，结晶度高的砖灰式结构钼酸锰(Mn₂Mo₃O₈)，工艺简单、环境友好、所用原料易得、生产成本低且易于大规模生产。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种砖灰式结构Mn₂Mo₃O₈纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)配制去离子水和乙二醇的混合溶液，在搅拌的过程中，将聚乙烯吡咯烷酮和醋酸钠加入至混合溶液中，继续搅拌制得混合溶液A；

(2)将醋酸锰加入混合溶液A，搅拌均匀后加入钼酸钠，继续搅拌制得混合原料液B；

(3)将混合原料液B进行水热反应，得到反应产物；

(4)将步骤(3)得到的反应产物离心洗涤、干燥；将干燥后的产物在惰性气氛下煅烧，得到砖灰式结构Mn₂Mo₃O₈纳米材料。

本发明的进一步改进在于：