一种管状结构纳米锰氧化物材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113156059A(43)申请公布日2021.07.23(21)申请号202110424020.1(22)申请日2021.04.20(71)申请人中国电子科技集团公司第四十九研究所地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区一曼街29号申请人哈尔滨工业大学(72)发明人杨永超刘玺尤佳刘洋刘继江刘志远(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人李红媛(51)Int.Cl.G01N33/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种管状结构纳米锰氧化物材料的制备方法(57)摘要一种管状结构纳米锰氧化物材料的制备方法，本发明涉及一种管状结构纳米锰氧化物材料的制备方法。本发明以碳纤维和高猛酸钾为主要原料，将碳纤维与高猛酸钾放入硫酸溶液中，采用水浴反应法在碳纤维表面反应沉积不同质量锰氧化物，通过沉积锰氧化物的碳纤维煅烧去除制得了管状结构纳米锰氧化物材料。该方法具有工艺流程简单、重复性高、环境友好等特点。基于该材料的气体传感器具有灵敏度高、室温工作等特点，在气体传感器领域具有广泛的应用价值。本发明应用于气体传感器、催化降解、能量储存、生物传感器、药物传递的领域。CN113156059ACN113156059A权利要求书1/1页1.一种管状结构纳米锰氧化物材料的制备方法，其特征在于该制备方法按以下步骤进行：一、清洗：将碳纤维载体依次放入丙酮、无水乙醇和去离子水中超声清洗，然后烘干，得到清洗后的碳纤维载体；二、反应液配制：向硫酸溶液中加入高锰酸钾，得到反应液；其中高锰酸钾与硫酸溶液的比例为(0.5‑1.5)g：100mL；三、反应：将反应液加热到50‑90℃，同时磁力搅拌；然后将步骤一清洗后的碳纤维载体浸入反应液中，反应30‑90min取出，再放入去离子水中超声清洗，反复超声清洗4‑6次，烘干，得到沉积锰氧化物的碳纤维载体；四、煅烧：在空气气氛、700‑800℃的条件下，将沉积锰氧化物的碳纤维载体煅烧1‑2h，制得管状结构的纳米锰氧化物。2.根据权利要求1所述的一种管状结构纳米锰氧化物材料的制备方法，其特征在于碳纤维载体为碳纤维纸、碳纤维毡或碳纤维布。3.根据权利要求1所述的一种管状结构纳米锰氧化物材料的制备方法，其特征在于步骤一中将碳纤维载体依次放入丙酮、无水乙醇和去离子水中分别超声清洗30min。4.根据权利要求1所述的一种管状结构纳米锰氧化物材料的制备方法，其特征在于步骤一和步骤三中的烘干均是指在60℃烘箱中烘干60min。5.根据权利要求1所述的一种管状结构纳米锰氧化物材料的制备方法，其特征在于步骤二中硫酸溶液浓度为1.5‑2.5mol/L。6.根据权利要求1所述的一种管状结构纳米锰氧化物材料的制备方法，其特征在于步骤二中高锰酸钾与硫酸溶液的比例为1g：100mL。7.根据权利要求1所述的一种管状结构纳米锰氧化物材料的制备方法，其特征在于步骤二中去离子水中超声清洗5min，然后反复超声清洗5次。8.如权利要求1制备的管状结构纳米锰氧化物材料的应用，其特征在于管状结构纳米锰氧化物材料作为气体传感器气敏材料的应用。9.根据权利要求1所述的一种管状结构纳米锰氧化物材料的制备方法，其特征在于管状结构纳米锰氧化物材料作为气体传感器气敏材料的方法为：将管状结构纳米锰氧化物材料放入乙醇溶液超声分散，涂覆到叉指电极上，60℃条件下干燥，在叉指电极上形成气体敏感膜，即得到基于该材料的气体传感器。10.如权利要求1制备的管状结构纳米锰氧化物材料的应用，其特征在于管状结构纳米锰氧化物材料作为催化降解材料、能量储存材料或药物传递材料的应用。2CN113156059A说明书1/4页一种管状结构纳米锰氧化物材料的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种管状结构纳米锰氧化物材料的制备方法。背景技术[0002]锰氧化物作为过渡族金属氧化物，在众多的领域得到广泛应用，例如气体传感、能量存储、药物递送、催化降解等领域。目前，通过不同的合成方法已经制备了不同形貌的纳米锰氧化物材料，如纳米球、纳米棒、纳米带、纳米管等，纳米锰氧化物材料应用可显著提升其作为功能材料的性能。[0003]目前，纳米锰氧化物多采用化学方法制备，制备锰氧化物过程中产生多种废液，造成污染环境，且过程繁琐，制备的纳米锰氧化物存在团聚，降低了材料的性能。发明内容[0004]本发明的目的是要解决现有方法制备的纳米锰氧化物存在团聚，降低了材料性能的问题，提供一种管状结构纳米锰氧化物材料的制备方法。[0005]本发明一种管状结构纳米锰氧化物材料的制备方法，按以下步骤进行：[0006]一、清洗：将碳纤维载体依次放入丙酮、无水乙醇和去离子水中超声清洗，然后烘干，得到清洗后的碳纤维载体；[0007