[发明专利]二氧化锰介孔材料及其制备方法

权利要求书

1、一种二氧化锰介孔材料，其特征在于：它是由通式

(A⁺)_aMn_bO₂·mH₂O

表示的材料组成，式中A⁺为钠离子或钠离子、氢离子、四甲基铵离子三种离子的组合，a为A⁺的数量且a≤0.4，b为Mn的数量且1≤b≤1.2，m为结晶水数量且m＜0.6。

2、一种权利要求1二氧化锰介孔材料的制备方法，其特征在于该方法步骤如下：

(1)Na型层状二氧化锰的制备

按Mn²⁺与OH^-摩尔比为1∶3，Mn²⁺与H₂O₂摩尔比为1∶6，将浓度为0.6mol/L的NaOH和浓度为1.2mol/L的H₂O₂的混合溶液快速加入到0.4mol/L的Mn(NO₃)₂溶液中，剧烈搅拌30分钟，过滤，按MnO₂与OH^-摩尔比为1∶2，将沉淀加入浓度为2mol/L的NaOH水溶液中，搅拌为糊状，置于具有聚四氟乙烯内衬的压力溶弹中，160℃水热反应15小时，自然冷却，产物经过滤，用去离子水洗涤至pH为7～8，室温放置干燥3天，得到Na型层状氧化锰；

(2)H型层状二氧化锰的制备

按Na型层状二氧化锰与H⁺摩尔比为1∶10，将Na型层状二氧化锰与浓度为0.1mol/L的盐酸溶液在室温下搅拌3天，每36小时更换一次新的浓度为0.1mol/L的盐酸溶液，反应结束后将混合液抽滤，用去离子水洗涤至pH值为6～7，室温放置干燥2天，得到H型层状二氧化锰；

(3)H型层状二氧化锰的剥离

将H型层状二氧化锰与浓度为1.0mol/L的四甲基氢氧化铵混合，H型层状二氧化锰与四甲基氢氧化铵的摩尔比为1∶30，室温搅拌7天，离心分离，悬浮体用去离子水洗涤至pH为7～8，得到剥离的二氧化锰纳米层悬浊液；

(4)二氧化锰纳米层与二价锰离子的组装反应

用去离子水将剥离的二氧化锰纳米层悬浊液配制成浓度为0.02mol/L的二氧化锰纳米层溶胶溶液，将浓度为0.1mol/L的可溶于水的二价锰的有机或无机盐水溶液加入到二氧化锰纳米层溶胶溶液中，可溶于水的有机或无机盐中的Mn²⁺与二氧化锰纳米层的摩尔比为1∶1～20，室温下搅拌反应4～24小时，过滤，用去离子水洗涤3～4次，室温干燥12～24小时，得到二价锰离子插层的层状氧化锰；

(5)二价锰离子插层的层状氧化锰的氧化

将OH^-浓度为0.8mol/L可溶于水的无机碱和浓度为1.0mol/L H₂O₂的混合溶液加入到二价锰离子插层的层状氧化锰悬浊液中，按步骤4中加入的可溶于水的有机或无机盐中的Mn²⁺与可溶于水的无机碱中OH^-的摩尔比为1∶1～10，Mn²⁺与H₂O₂的摩尔比为1∶5～15，室温搅拌10～36小时，过滤，用去离子水洗涤3～4次，在室温空气中干燥12～24小时，得到二氧化锰柱撑的层状氧化锰；上述可溶于水的无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的任意一种；

(6)焙烧

将二氧化锰柱撑层状氧化锰在马弗炉内100～300℃焙烧1～6小时，制备成二氧化锰介孔材料。

3、按照权利要求2所述的二氧化锰介孔材料的制备方法，其特征在于：在二氧化锰纳米层与二价锰离子的组装反应工艺步骤4中，可溶于水的有机或无机盐中的Mn²⁺与二氧化锰纳米层的摩尔比为1∶5～15；在二价锰离子插层的层状氧化锰的氧化工艺步骤5中，按步骤4中加入的可溶于水的有机或无机盐中的Mn²⁺与可溶于水的无机碱中OH^-的摩尔比为1∶2～8，Mn²⁺与H₂O₂的摩尔比为1∶6～14；在焙烧工艺步骤6中，二氧化锰柱撑层状氧化锰在马弗炉内200～300℃焙烧1～4小时。