[发明专利]微纳结构球型MnCO3

说明书

本发明公开了一种微纳结构球型MnCO₃的制备方法，其包括步骤：S1、将水溶性锰盐和氨水于醇反应溶剂中溶解，获得反应混合物；其中，水溶性锰盐和氨水的比例为0.25g:1mL～0.5g:1mL，水溶性锰盐与醇反应溶剂中醇组分的比例为0.04g:1mL～0.2g:1mL；S2、将反应混合物在向其中通入CO₂的条件下于60℃～80℃反应2h～6h，获得反应产物；S3、将反应产物冷却并固液分离，所得固相经洗涤、干燥获得微纳结构球型MnCO₃。根据本发明的制备方法通过CO₂鼓泡一锅法直接合成高纯的具有微纳结构的球型MnCO₃，无需任何表面活性剂，不仅工艺简单，而且制备成本低，也不会造成任何污染。

技术领域

本发明属于无机盐制备技术领域，具体来讲，涉及一种微纳结构球型MnCO₃的制备方法。

背景技术

作为一种金属碳酸盐，由于其存储量大、成本低、能量密度高等优点，碳酸锰(MnCO₃)在电子、陶瓷、医药、催化剂等技术领域有着广泛的应用，其不但可以作为制备锂离子电池正极材料的原料，而且其本身就可作为一种潜在的锂离子电池负极材料；另外，MnCO₃也是一种制备不同锰氧化物的前驱体，经在不同的温度下焙烧后，可以得到系列不同锰氧化物，如MnO₂、Mn₂O₃、Mn₃O₄等，这些锰氧化物被广泛地应用于锂离子电池负极、电容器、催化、吸附等领域。MnCO₃的形貌、尺寸范围、纯度、结晶度对于其本身及后续的产品性能有着十分重要的影响，尤其是晶体结构和形貌，因此，控制合成新颖结构和独特形貌的MnCO₃具有重要的研究意义。

球型MnCO₃的比表面积大，并且可以以此做中空、包覆等不同结构的锰氧化物，其应用广泛，合成球型MnCO₃意义重大，引起了广大研究者的关注。目前球型MnCO₃主要的合成方法有水热法、直接沉淀法、超声反应法、氧化还原法等；其中，直接沉淀法是被广泛应用的制备MnCO₃的方法，直接沉淀法是 Mn²⁺和CO₃^2-直接沉淀生成MnCO₃，即Mn²⁺主要由 MnCl₂、MnSO₄、Mn(CH₃COO)₂等可溶性锰盐提供，CO₃^2-主要来源有NH₄HCO₃、 (NH₄)₂CO₃、Na₂CO₃、CO(NH₂)₂等，但是沉淀法制备MnCO₃需要精确控制反应物浓度、反应温度及溶液pH等条件，这些条件直接影响目标产物的纯度、晶型结构、形貌等；与此同时，这些方法大都要加入表面活性剂作为结构导向剂，利用有机分子在不同晶面的吸附实现了对MnCO₃晶体生长过程的调控，使其各晶面生长速度可控并控制晶体沿某一方向定向生长，但表面活性剂的引入一定程度上会使得制备过程复杂并造成环境污染，并且可变参数较多，难以精确调控其形貌，反应时间较长；另外这些方法在工业应用上比较难以实现。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种微纳结构球型MnCO₃的制备方法，该制备方法通过CO₂鼓泡一锅法直接合成高纯的具有微纳结构的球型MnCO₃，工艺简单，无需任何表面活性剂。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：