專利名稱：W/O乳狀液模板法制備納米MnO的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備納米二氧化錳的方法，特指以偏重亞硫酸鈉(Na2S2O5)和高錳酸鉀(KMnO4)為原料，通過W/O乳狀液模板技術(shù)制備了納米MnO2微球。
背景技術(shù)：
納米二氧化錳(MnO2)作為一種多功能精細(xì)無機(jī)材料，其制備方法、聚集狀態(tài)、催化活性及反應(yīng)機(jī)理等方面的研究備受人們的關(guān)注。目前制備納米MnO2的方法有超聲輻射氧化還原法，微乳法，固相合成反應(yīng)，水熱合成，高壓液相合成技術(shù)，溶膠-凝膠法(sol-gel)與超臨界流體干燥技術(shù)相結(jié)合的方法等。在這些方法中，乳狀液法作為一種軟模板技術(shù)(以乳狀液、微乳液、膠束等分子聚集體作模板)，在很多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。不過基于該方法得到的納米材料大多數(shù)是不同形貌的粉體或微粒，且屬多分散系統(tǒng)，已經(jīng)報(bào)道的納米MnO2微粒也是如此。對(duì)于大小基本均勻、球形規(guī)整的納米MnO2微球，至今國(guó)內(nèi)未見報(bào)道。為此本發(fā)明應(yīng)用W/O乳狀液模板技術(shù)，通過界面氧化還原反應(yīng)方法制備了納米MnO2微球，經(jīng)檢索，目前無以偏重亞硫酸鈉(Na2S2O5)和高錳酸鉀(KMnO4)為原料，通過W/O乳狀液模板技術(shù)制備了納米MnO2微球。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出了一種以偏重亞硫酸鈉(Na2S2O5)和高錳酸鉀(KMnO4)為原料，通過W/O乳狀液模板技術(shù)制備了納米MnO2微球，以克服上述缺陷。
其制備方法如下分別配制三種溶液。其中水相1(WP-1)配制一定量的0.5～1.5mol/L偏重亞硫酸鈉(Na2S2O5)水溶液。油相(OP)含適量Span80的正己烷溶液20～120ml，Span80的質(zhì)量百分比為2％～2.5％。水相2(WP-2)配制一定量的其中含有適量曲拉通X-100(TX-100)的0.2～0.8mol/L KMnO4水溶液，TX-100的質(zhì)量百分比為2％～2.5％。將水相1(WP-1)和油相(OP)按體積比為1∶1～6，加入乳化瓶，啟動(dòng)高速乳化機(jī)，在3000～8200rp/m條件下乳化5～15min，制得W/O型乳狀液(通過稀釋法測(cè)定乳狀液類型)。接著將得到的乳狀液緩慢加入到已恒溫20-80℃的水相(WP-2)中，其中乳化液與水相(WP-2)的比例為0.7～2.4∶1，過程中一直控制速度為100～200rp/min的磁力攪拌。混合陳化1～3h后，離心分離，并用去離子水和無水乙醇分別洗滌三次，置于80～180℃烘箱中干燥2～6h。得到MnO2的形貌為球體，表面光滑，大小均勻，平均粒徑為20～250nm左右。


圖1按實(shí)例1制得的納米二氧化錳產(chǎn)品的掃描電鏡照片圖2按實(shí)例2制得的納米二氧化錳產(chǎn)品的掃描電鏡照片圖3按實(shí)例3制得的納米二氧化錳產(chǎn)品的掃描電鏡照片圖4按實(shí)例4制得的納米二氧化錳產(chǎn)品的掃描電鏡照片圖5按實(shí)例5制得的納米二氧化錳產(chǎn)品的掃描電鏡照片具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
實(shí)例1水相1(WP-1)配制20ml Na2S2O5水溶液，其中Na2S2O5的質(zhì)量為5.7g，折合為0.03mol；油相(OP)含表面活性劑Span80的正己烷50ml，Span80的質(zhì)量百分比為2％～2.5％為宜；水相2(WP-2)配制60mlKMnO4溶液，其中KMnO4的質(zhì)量為6.32g，折合為0.04mol，并加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％～2.5％的TX-100作為表面活性劑，將水相1(WP-1)和油相(OP)加入乳化瓶，啟動(dòng)高速乳化機(jī)，在3000rp/m條件下乳化5min，制得W/O型乳狀液(通過稀釋法測(cè)定乳狀液類型)。接著將得到的乳狀液緩慢加入到已恒溫20℃的水相(WP-2)中，過程中一直控制速度為100rp/min的磁力攪拌?；旌详惢?h后，離心分離，并用去離子水和無水乙醇分別洗滌三次，置于80℃烘箱中干燥6h。得到MnO2的形貌如圖1所示，形狀為球體，表面光滑，大小基本均勻，平均粒徑為40～180nm左右。
實(shí)例2水相1(WP-1)配制20ml Na2S2O5水溶液，其中Na2S2O5的質(zhì)量為3.8g，折合為0.02mol；油相(OP)含表面活性劑Span80的正己烷20ml，Span80的質(zhì)量百分比為2％～2.5％為宜；水相2(WP-2)配制50mlKMnO4溶液，其中KMnO4的質(zhì)量為3.16g，折合為0.02mol，并加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％～2.5％的TX-100作為表面活性劑，將水相1(WP-1)和油相(OP)加入乳化瓶，啟動(dòng)高速乳化機(jī)，在5000rp/m條件下乳化10min，制得W/O型乳狀液(通過稀釋法測(cè)定乳狀液類型)。接著將得到的乳狀液緩慢加入到已恒溫40℃的水相(WP-2)中，過程中一直控制速度為200rp/min的磁力攪拌?；旌详惢?h后，離心分離，并用去離子水和無水乙醇分別洗滌三次，置于140℃烘箱中干燥5h。制得到MnO2的形貌如圖2所示，形狀為球體，表面光滑，大小均勻，平均粒徑為60～200nm左右。
實(shí)例3水相1(WP-1)配制20ml Na2S2O5水溶液，其中Na2S2O5的質(zhì)量為1.9g，折合為0.01mol；油相(OP)含表面活性劑Span80的正己烷100ml；水相2(WP-2)配制50mlKMnO4溶液，其中KMnO4的質(zhì)量為6.32g，折合為0.04mol，并加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％～2.5％的TX-100作為表面活性劑，將水相1(WP-1)和油相(OP)加入乳化瓶，啟動(dòng)高速乳化機(jī)，在6000rp/m條件下乳化15min，制得W/O型乳狀液(通過稀釋法測(cè)定乳狀液類型)。接著將得到的乳狀液緩慢加入到已恒溫60℃的水相(WP-2)中，過程中一直控制速度為150rp/min的磁力攪拌?；旌详惢?h后，離心分離，并用去離子水和無水乙醇分別洗滌三次，置于160℃烘箱中干燥4h。制得到MnO2的形貌如圖3所示，形狀為球體，表面光滑，大小基本均勻，平均粒徑為80～250nm左右。
實(shí)例4水相1(WP-1)配制20ml Na2S2O5水溶液，其中Na2S2O5的質(zhì)量為2.85g，折合為0.015mol；油相(OP)含表面活性劑Span80的正己烷120ml；水相2(WP-2)配制100mlKMnO4溶液，其中KMnO4的質(zhì)量為3.16g，折合為0.02mol，并加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2％～2.5％的TX-100作為表面活性劑，將水相1(WP-1)和油相(OP)加入乳化瓶，啟動(dòng)高速乳化機(jī)，在7000rp/m條件下乳化5min，制得W/O型乳狀液(通過稀釋法測(cè)定乳狀液類型)。接著將得到的乳狀液緩慢加入到已恒溫80℃的水相(WP-2)中，過程中一直控制速度為200rp/min的磁力攪拌?；旌详惢?h后，離心分離，并用去離子水和無水乙醇分別洗滌三次，置于180℃烘箱中干燥2h。制得到MnO2的形貌如圖4所示，形狀為球體，表面光滑，大小基本均勻，平均粒徑為20～190nm左右。
實(shí)例5水相1(WP-1)1.5mol/L偏重亞硫酸鈉(Na2S2O5)水溶液36ml。水相2(WP-2)含有適量TX-100的0.5mol/L KMnO4水溶液144ml。油相(OP)含適量Span-80的正己烷溶液72ml，Span80的質(zhì)量百分比為2％～2.5％為宜。將水相1(WP-1)和油相(OP)加入乳化瓶，啟動(dòng)高速乳化機(jī)，在8200rp/m條件下乳化8min，制得W/O型乳狀液(通過稀釋法測(cè)定乳狀液類型)。接著將得到的乳狀液緩慢加入到已恒溫30℃的水相(WP-2)中，過程中一直控制速度為200rp/min的磁力攪拌?；旌详惢?h后，離心分離，并用去離子水和無水乙醇分別洗滌三次，置于100℃烘箱中干燥6h。制得到MnO2的形貌如圖5所示，形狀為球體，表面光滑，大小基本均勻，平均粒徑為40～150nm左右。
權(quán)利要求
1.W/O乳狀液模板法制備納米MnO2微球的方法，其特征在于制備方法為分別配制三種溶液，水相WP-1配制一定量的0.5～1.5mol/L偏重亞硫酸鈉Na2S2O5水溶液，油相OP含適量Span80的正己烷溶液20～120ml，Span80的質(zhì)量百分比為2％～2.5％，水相WP-2配制一定量的其中含有適量曲拉通X-100(TX-100)的0.2～0.8mol/L KMnO4水溶液，TX-100的質(zhì)量百分比為2％～2.5％；將水相WP-1和油相OP按體積比為1∶1～6，加入乳化瓶乳化，制得W/O型乳狀液；接著將得到的乳狀液緩慢加入到已恒溫20-80℃的水相WP-2中，其中乳化液與水相WP-2的比例為0.7～2.4∶1，混合陳化1～3h后，離心分離，并用去離子水和無水乙醇分別洗滌三次，置于80～180℃烘箱中干燥2～6h，得到形貌為球體的MnO2。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的W/O乳狀液模板法制備納米MnO2微球的方法，其特征在于所述的水相WP-1和油相OP在3000～8200rp/m條件下乳化5～15min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的W/O乳狀液模板法制備納米MnO2微球的方法，其特征在于乳狀液加入到水相WP-2的過程中以100～200rp/min進(jìn)行磁力攪拌。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備納米二氧化錳的方法，特指以偏重亞硫酸鈉(Na
文檔編號(hào)C01G45/02GK1935672SQ20061008615
公開日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2006年9月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月4日
發(fā)明者倪良, 蔣銀花, 張莉, 王學(xué)寶 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)