[发明专利]一种二维多孔活性氧化锰及其制备方法和含有其的固化剂

说明书

本发明提供了一种二维多孔活性氧化锰及其制备方法和含有其的固化剂。该制备方法以氢氧化钠为碱源，以过氧化氢为氧化剂，通过水热方法，合成了二维多孔活性氧化锰。该活性氧化锰的孔径为2nm‑30nm，孔隙率为15％‑21％，比表面积最大可达540m²/g。由上述制备方法得到的活性氧化锰可以作为多硫化物的固化剂。该活性氧化锰的比表面积大、纯度高、活性高、稳定性好。

技术领域

本发明涉及一种二维多孔活性氧化锰的制备方法，属于氧化物制备技术领域。

背景技术

早在1927年美国首先通过二氯烃与多硫化钠的缩聚反应制得的多硫化物聚合物逐渐发展为三种类型的产品，包括液态多硫化物聚合物，固态多硫化物聚合物和多硫化物橡胶胶乳。值得注意的是，由硫醇实验室(Thiokol Laboratories)在1943年合成的硫醇封端的多硫化物聚合物具有优异的耐溶剂性，可预见的固化性，粘合性以及耐紫外线辐射性，在聚合物工程中被广泛地用作聚合物树脂的密封胶和增韧剂。但是，在聚合物结构的加工过程中，液态多硫化物聚合物的分子量相当低，并且液态多硫化物聚合物在固化之前包含许多硫醇端基，由于结构不完整，所以稳定性，机械性能和愈合能力不理想。液态多硫化物聚合物的结构在固化过程中发生变化，其中硫醇末端基团被氧化成二硫键。固化过程后，多硫化物聚合物表现出更好的耐候性和老化性能。传统上，液态多硫化物聚合物的主要固化剂是金属氧化物，金属过氧化物，有机氧化剂，无机氧化剂和氢过氧化枯烯，它们可以使巯基引起交联。

目前，二氧化锰(MnO₂)是使用最广泛的多硫化物的固化剂，其固化条件和固化速度受温度的影响较小。具有高表面积的金属氧化物可以提供更多的活性位点参与反应，因此可以加快反应速度即缩短打胶和和表干时间。通过增加孔结构来增加氧化锰比表面积成为近年来的研究热点，关于MnO₂的报道很多，主要涉及微孔和中孔。例如，Benedetti(Benedetti TM,VR,Petri DFS,Torresi CS,Torresi RM(2010)Macroporous MnO₂electrodes obtained by template assisted electrodeposition forelectrochemical capacitors.J Braz Chem Soc 21:1704–1709)等人报道了使用球形聚苯乙烯胶体颗粒通过硬模板辅助电沉积制备大孔MnO₂。Lian(Lian LF,Yang J,Xiong PX,Weifeng Zhang WF,Wei MD(2014)FacilesynthesisofhierarchicalMnO₂submicrospherescomposedofnanosheetsandtheirapplicat ionforsupercapacitors.RSC Adv 4:40753–40757)等人报道了一种简便且环保的方法，没有用模板合成了中孔二氧化锰。Mi Liu(LiuM,Zhang G-J,Shen Z-R,Sun P-C,Ding D-T,Chen T-H(2009)Synthesis andcharacterizationofhierarchically structuredmesoporousMnO₂ andMn₂O₃.SolidStateSci11:118–128)等人合成了具有高表面积(340m²/g)的非晶态介孔MnO₂。于晶晶等(Yu J,Zhao T,ZengB(2008)Mesoporous MnO₂ as enzyme immobilizationhostforamperometricglucosebiosensorconstruction.Electrochem Commun 10:1318–1321)以非离子表面活性剂聚乙二醇脂肪醇为模板，通过溶胶-凝胶法制备了介孔MnO₂。然而，氧化锰的有序孔结构很难控制，模板合成方法包括一个相当复杂的任务，需要考虑模板删除的问题，而且模板合成还会产生污染问题。