[发明专利]一种氧化锰中空纤维的制备方法及其应用

说明书

一种氧化锰中空纤维的制备方法，其特征在于，依次包括以下步骤：第一步，称取适量的乙酰丙酮锰分散在丙三醇中，得到均匀的黑色溶液；第二步，再向第一步中的黑色溶液中加入适量的Te纳米线，继续搅拌均匀，然后将其转移到加热反应设备中；第三步，将第二步得到的混合溶液在加热反应设备中以3℃/min的升温速率升温至210℃后停止加热，并在该温度下保温30min，并设置磁子的搅拌速度为50‑80rpm；第四步，将第三步得到的反应产物使用去离子水和乙醇的混合溶液进行洗涤，洗涤三次后，分散到2M的NaOH溶液中并转移到水热反应釜中以除去模板剂，即可得到最终产物氧化锰中空纤维。

技术领域

本发明涉及一维过渡金属氧化物的制备技术领域，尤其是一种氧化锰中空纤维的制备方法及其应用。

背景技术

自从1991年lijima发现碳纳米管以来，以碳纳米管为代表的一维空心结构纳米材料就引起了广大科研工作者的极大兴趣，其具有较大的比表面积、可调的孔径大小、极低的质量密度和较好的易功能化表面等优势，使得这类材料在机械增强、能源转化和储存、催化剂、吸附剂、药物载体等领域有广泛的应用。

对于一维空心结构的制备方法，目前主要包括软、硬模板法、电沉积法、自组装法等，其中尤其以模板法最为代表，其具有最简单的制备工艺和可控性强的优势而应用最为广泛。以氧化锰为代表的过渡金属纳米材料由于具有很好的经济性和性能稳定性，目前被广泛应用在超级电容器、锂离子电池和电催化剂等领域。其中的一维过渡金属纳米材料在超级电容器应用中表现出了较好的电压可调范围、较大的比表面积和快速电子转移特性。

S.A.Needham等人在《Journal of Power Sources》上发表的文章“Synthesis ofNiO nanotubes for use as negative electrodes in lithium ion batteries”公开了先通过OAA（阳极氧化铝）法制备出氢氧化镍纳米管，然后将该氢氧化镍纳米管在高温下烧结转变为氧化镍纳米管，并将其应用于锂离子电池负极材料。之后，中山大学的Xihong Lu等人在《Nano Letter》上发表文章“Hydrogenated TiO2 Nanotube Arrays forSupercapacitors”介绍了将氧化钛纳米管用于超级电容器的电极材料，表现出了较好的性能。此外，南开大学陈军院士等人在专利（CN106745284A）公开了一种二氧化锰纳米管的制备方法，其通过将硫酸锰以及氯酸钠溶液均匀分散在聚乙烯吡咯烷酮溶液中，得到混合分散体系；再将上述混合体系进行水热合成反应，将反应后的产物用真空过滤装置过滤、洗涤分离，得到二氧化锰纳米管，并将其应用于锂电池正极材料。

由于现有制备过渡金属一维纳米材料的方法都需要耗费较长时间，使用了大量的有机溶剂，不够环保，本发明的目的在于提供一种简单的硬模板方法以解决上述问题，且实现过渡金属一维纳米材料的可控制备，本发明主要研究以氧化锰为代表的过渡金属一维中空纳纤维材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单的硬模板方法以解决上述问题，且实现过渡金属氧化锰中空纤维的可控制备。

为了使本领域技术人员清楚了解本发明的发明内容，现对本发明的技术方案进行如下详细描述。

一种氧化锰中空纤维的制备方法，依次包括以下步骤：

第一步，称取适量的乙酰丙酮锰分散在丙三醇中，得到均匀的黑色溶液；

第二步，再向第一步中的黑色溶液中加入适量的Te纳米线，继续搅拌均匀，然后将其转移到加热反应设备中；

第三步，将第二步得到的混合溶液在加热反应设备中以3℃/min的升温速率升温至210℃后停止加热，并在该温度下保温30min，并设置磁子的搅拌速度为50-80rpm；