中空球形碳酸锰合成及热分解制备MnO x研究①
2021-09-15黄春荣邵学财穆远慧刘丰源兰苑培
邹 飞,黄春荣,蹇 攀,邵学财,穆远慧,刘丰源,2,兰苑培,2
(1.贵州大学 材料与冶金学院,贵州 贵阳550025;2.贵州省冶金工程与过程节能重点实验室,贵州 贵阳550025)
锰具有丰富的化合价态[1],常见氧化物有MnO、MnO2、Mn2O3、Mn3O4、Mn5O8[2],其氧化物广泛应用于冶金[3]、电化学[4]、化工[5]、催化[6]等领域。
MnCO3的制备方法有反胶束法[7]、液相沉淀法[8]、微乳液法[9]、均匀沉淀法[10]、水热法[11]等。 目前制备出的MnCO3多为球形、类球形或者其他形貌[12-15],而中空球形MnCO3的制备还鲜有报道。
MnCO3分解产物受温度[16]和气氛[17]的影响,目前对其热分解研究主要集中在空气气氛中,氢气或惰性气体中的热分解特性和物相转变行为仍需进一步证实和完善。据文献[18-19]报道,MnCO3热分解前后微观形貌差异较小,有望通过调控MnCO3形貌并采用适宜的热分解条件获得不同形貌的MnOx材料。因此,本文采用水热法调控MnCO3形貌,制备具有中空结构的MnCO3微球,并研究其在空气、氩气、氢气气氛中的热分解行为。
1 实验材料与方法
1.1 实验方案
实验原料MnC4H6O4·4H2O(99.0%)、NH4HCO3(99.995%)均购置于阿拉丁。称取一定量MnC4H6O4·4H2O溶于20 mL蒸馏水中,另将1 mmol的NH4HCO3溶入20 mL蒸馏水中,在500 r/min的转速下,将含锰溶液缓慢滴加到碳酸氢铵溶液中,持续搅拌30 min后转入100 mL聚四氟乙烯反应釜中,加入40 mL蒸馏水后进行加热,具体实验参数见表1。反应一定时间后,经乙醇和蒸馏水反复洗涤过滤,将滤饼放置于真空干燥箱中干燥24 h,得到灰白色MnCO3粉末。

表1 制备MnCO3实验方案
分别在空气、氩气、氢气气氛中研究MnCO3热分解行为。称取0.3 g MnCO3粉末置于刚玉舟中,空气气氛下焙烧时,样品直接放置于敞开管式炉;……
