一种二氧化锰的制备方法技术

本发明专利技术型公开了一种二氧化锰的制备方法，包括制备和表征，所述制备过程利用MnSO4·H2O和KMnO4通过水热反应，在不同的反应时间下得到不同形貌的二氧化锰，所述的表征，通过SEM对不同实验参数下得到的不同样品的形貌进行了观察，再通过XRD对不同样品的成分进行了分析。该二氧化锰的制备方法，首先调整了药品的种类和比例，其次调整了水热反应的反应时间，方便了实验过程，提升了实验效果。通过对实验数据的调整，得到了单一线状形貌的二氧化锰和单一花球状形貌的二氧化锰。本发明专利技术采用水热反应的方法，操作过程简单易控，原料易得，成本较低，制得的二氧化锰具有超高的纯度和形貌的单一性。

A preparation method of manganese dioxide

The present invention discloses a preparation method of manganese dioxide, including preparation and characterization. In the preparation process, manganese dioxide with different morphologies is obtained by hydrothermal reaction of MnSO4 H2O and KMnO4 at different reaction time. The characterization is described. The morphologies of different samples obtained under different experimental parameters are observed by SEM, and then the components of different samples are analyzed by XRD. The analysis. The preparation method of manganese dioxide firstly adjusts the type and proportion of drugs, secondly adjusts the reaction time of hydrothermal reaction, which facilitates the experimental process and improves the experimental effect. By adjusting the experimental data, single linear morphology of manganese dioxide and single flower spherical morphology of manganese dioxide were obtained. The invention adopts the method of hydrothermal reaction, the operation process is simple and easy to control, the raw material is easy to obtain, and the cost is low. The prepared manganese dioxide has super high purity and single morphology.

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化锰的制备方法
本专利技术涉及一种二氧化锰的制备方法。
技术介绍
Mn以化合物的形式广泛的分布在自然界中，地壳中Mn的平均含量约为1％，为已知元素含量的第八位。具有工业价值的锰矿是氧化物锰矿物和碳酸盐矿物等，此外还有硅酸盐矿物、硫化物矿物等等。他们广泛应用于钢铁工业、电池工业中，除此之外，还用于化工、医药、化学试剂、燃料、陶瓷、玻璃、净化和国防工业中作为氧化剂、褪色剂、催化剂、着色剂、澄清剂等。据估计每年仅在电池工业中消耗的各类二氧化锰的量就在40吨以上，随着电池工业的发展，锰的氧化的的需求量也在不断增高。由于多年的开采，二氧化锰的资源日益枯竭，天然二氧化锰的品味在逐渐下降，因而寻求适合放电的优质的二氧化锰原料，一直是电池工业的一项重要课题。1918年美国的科学家Van.Atscale首先试制成功电解二氧化锰，并发现在干电池中使用电解二氧化锰取代天然二氧化锰可献出提高电池的放电性能。直到40年代电解二氧化锰在干电池中得到工业化，锌锰电池的性能有了很大提高。然而电解二氧化锰成本高、耗电多、生产周期长、投资大，因而近年有关化学二氧化锰的制备及其性能的研究引起人们的极大兴趣，目的在于开发出产品性能好、成本低、生产周期短、环境污染小的工艺路线。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种二氧化锰的制备方法，该二氧化锰具有优异的纯度和较高电化学性能，该制备方法步骤简单，对实验条件要求低。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种二氧化锰，包括呈线状微观形貌的二氧化锰，呈花球状微观形貌的二氧化锰，以及两种形貌混合状的二氧化锰。进一步，所述所述的二氧化锰，其特征在于：微观形貌单一，便于通过电化学测试来区分不同形貌的二氧化锰的电容性能。本专利技术还提供了一种二氧化锰的制备方法，包括以下步骤：步骤S1：在烧杯（A）中配高锰酸钾KMnO4溶液。烧杯（B）中配一水合硫酸锰MnSO4·H2O溶液。将两种溶液混合后作为水热反应的溶液前驱体。步骤S2：将混合溶液转入反应釜里衬中。反应釜放入烘箱，120℃-140℃恒温热处理1-3小时，在烘箱中自然冷却。将反应釜中反应物转移至离心管，离心机转速设置为7000离心三次。第一次，反应釜中溶液直接转入离心管离心；第二次，沉淀后换纯水离心；第三次，沉淀后换乙醇离心。进一步，所述步骤S1中，高锰酸钾KMnO4和一水合硫酸锰MnSO4·H2O的质量分别为1（g）克和0.4（g）克，烧杯A、B中的纯水均为40ml。进一步，所述步骤S1中，MnSO4·H2O溶液水浴加热至50℃后恒温磁力搅拌，同时用滴管缓慢加入高锰酸钾KMnO4溶液，之后恒温搅拌15min。进一步，所述步骤S2中，烘箱内温度恒温热处理1-3小时。自然降温至室温后，将反应物通过离心分离。进一步，所述的二氧化锰制备方法还包括反应物的处理步骤，离心后得到的反应物，放入烘箱60℃干燥12小时后即为二氧化锰。采用了上述技术方案后，本专利技术具有以下有益效果：1）本专利技术的二氧化锰具有优异的电化学质，较高的纯度，在超级电容器、干电池等领域有巨大的应用前景。2）本专利技术采用水热法来合成，原料来源易得，成本较低，实验过程简单。3）本专利技术的制备方法简单，整体使用到的化学试剂较少，对环境污染较小。附图说明图1为本专利技术的二氧化锰的扫描电子显微镜照片；图2为本专利技术的二氧化锰的扫描电子显微镜照片；图3为本专利技术的二氧化锰的扫描电子显微镜照片；图4为本专利技术的二氧化锰的XRD表征图。具体实施方式为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本专利技术作进一步详细的说明。实施例一：一种二氧化锰，包括呈线状微观形貌的二氧化锰，呈花球状微观形貌的二氧化锰，以及两种形貌混合状的二氧化锰。从图1的二氧化锰扫描电子显微镜照片可看到，二氧化锰呈线状微观形貌；从图2的二氧化锰的扫描电子显微镜照片可看到，石墨烯纤维由两层结构组成，包括分布在周围的花球形貌，和在花球中间的线状形貌；从图3的二氧化锰扫描电子显微镜照片可看到，二氧化锰呈花球状微观形貌。图4的XRD表征图显示出的二氧化锰的特征峰。实施例二：本专利技术还提供一种二氧化锰的制备方法，包括以下步骤：步骤S1：在烧杯（A）中配高锰酸钾KMnO4溶液。烧杯（B）中配一水合硫酸锰MnSO4·H2O溶液。将两种溶液混合后作为水热反应的溶液前驱体。步骤S2：将混合溶液转入反应釜里衬中。反应釜放入烘箱，120℃-140℃恒温热处理1-3小时，在烘箱中自然冷却。将反应釜中反应物转移至离心管，离心机转速设置为7000离心三次。第一次，反应釜中溶液直接转入离心管离心；第二次，沉淀后换纯水离心；第三次，沉淀后换乙醇离心。优选地，所述步骤S1中，高锰酸钾KMnO4和一水合硫酸锰MnSO4·H2O的质量分别为1（g）克和0.4（g）克，烧杯A、B中的纯水均为40ml。优选地，所述步骤S1中，MnSO4·H2O溶液水浴加热至50℃后恒温磁力搅拌，同时用滴管缓慢加入高锰酸钾KMnO4溶液，之后恒温搅拌15min。优选地，所述步骤S2中，烘箱内温度恒温热处理1-3小时。自然降温至室温后，将反应物通过离心分离。优选地，所述的二氧化锰制备方法还包括反应物的处理步骤，离心后得到的反应物，放入烘箱60℃干燥12小时后即为二氧化锰。本专利技术采用水热法来合成，原料来源易得，成本较低，实验过程简单，可通过调整水热反应的时间来改变结果得到的二氧化锰的形貌；本专利技术的二氧化锰具有优异的电化学质，较高的纯度，在超级电容器、干电池等领域有巨大的应用前景；本专利技术的制备方法简单，整体使用到的化学试剂较少，对环境污染较小。以上所述的具体实施例，对本专利技术解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本专利技术的具体实施例而已，并不用于限制本专利技术，凡在本专利技术的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二氧化锰，其特征在于：包括呈线状微观形貌的二氧化锰，呈花球状微观形貌的二氧化锰，以及两种形貌混合状的二氧化锰。

【技术特征摘要】
1.一种二氧化锰，其特征在于：包括呈线状微观形貌的二氧化锰，呈花球状微观形貌的二氧化锰，以及两种形貌混合状的二氧化锰。2.便于通过电化学测试来区分不同形貌的二氧化锰的电容性能。3.一种二氧化锰的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：在烧杯（A）中配高锰酸钾KMnO4溶液；烧杯（B）中配一水合硫酸锰MnSO4·H2O溶液；将两种溶液混合后作为水热反应的溶液前驱体。4.步骤S2：将混合溶液转入反应釜里衬中。5.反应釜放入烘箱，120℃-140℃恒温热处理1-3小时，在烘箱中自然冷却；将反应釜中反应物转移至离心管，离心机转速设置为7000离心三次；第一次，反应釜中溶液直接转入...

【专利技术属性】
技术研发人员：高延利，董玉静，管文水，
申请(专利权)人：信阳学院，
类型：发明
国别省市：河南,41