[发明专利]一种棒状纳米α-MnO2

说明书

本发明公开了一种纳米α‑MnO2的制备方法及催化应用，具体步骤为：1)磁力搅拌条件下溶解分析纯级高锰酸钾得A溶液；2)随后滴加稀硝酸溶液控制PH得B溶液；3)磁力搅拌条件下溶解分析纯级硫酸锰得到溶液C；4)在磁力搅拌条件下将溶液B逐滴滴加到溶液C中得到混合浑浊液D；5)循环水式真空泵反复抽滤并洗涤数次；6)抽滤后所得样品微波热处理600s；7)烘箱干燥后研磨最终获得纳米α‑MnO2催化剂。本发明纳米α‑MnO2的合成步骤简单，合成周期短，无需高温焙烧，不用经过水热处理方法的长时间保温处理以及溶胶凝胶的繁杂制备过程；此外，本方法合成的纳米α‑MnO2具有较好的纯度和均匀度。最终获得催化剂，在NH3存在条件下能具有良好的催化还原NOX性能。

技术领域

本发明属于材料科学技术领域，具体涉及一种棒状纳米α-MnO2及其制备方法和应用。

背景技术

二氧化锰晶体资源丰富、价格低廉、以[MnO6]八面体为基础，形成多种晶型结构。不同晶型的二氧化锰在催化、超级电容器、陶瓷和电子等领域具有广泛的应用。经过多年研究发现，二氧化锰主要有五种晶型结构，分别是α、β、γ、δ和λ，并且不同晶型结构的二氧化锰的物理和化学性能均有较大差异。纳米α-MnO2具有较大的比表面积和表面能，因此其中在催化领域的应用和研究最为广泛和深入。现如今纳米α-MnO2的合成制备主要有两种方法，分别是水热法和溶胶凝胶法。水热法是通过将混合反应物转移至反应釜中，通过长时间控制温度来形成所需晶型的二氧化锰。但是水热法合成纳米α-MnO2制备周期长，并且受限于反应釜容器容量，每次制备样品质量较少。此外，溶胶凝胶法制备过程较为繁琐，而且制备时间也较长。此两种合成方法具有一定的局限性，因此研究一种简易合成纳米α-MnO2的方法具有实际应用价值。

纳米α-MnO2以[MnO6]八面体为基础结合成为2×2孔道结构，这些孔道结构提高了纳米α-MnO2的比表面积，使其具有较多的活性位点，因而表现出较好的催化性能，使得纳米α-MnO2在催化领域具有十分广阔的应用前景。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的是在于提供一种棒状纳米α-MnO2及其制备方法，本发明催化剂制备工艺流程简单、操作方便、成本低，无需反应釜水热处理，也无需经过溶胶凝胶的繁杂步骤，所制备的纳米α-MnO2成棒状，表面性质十分优异，具有优异的催化活性。

本发明的另一个目的是提供由该制备方法制备的纳米α-MnO2作为低温选择催化还原NOX的应用。

为实现本发明的目的，本发明所采取的技术方案为：

一种棒状纳米α-MnO2的制备方法，包括以下步骤：

(1)将一定量分析纯的高锰酸钾溶于去离子水中，于室温条件下充分搅拌至完全溶解，得溶液A；

(2)向溶液A中滴加0.1mol/L稀硝酸溶液，调节PH至6左右，继续搅拌均匀，得溶液B；

(3)将分析纯级硫酸锰溶于去离子水中，在磁力搅拌器上于室温条件下充分搅拌至完全溶解，得溶液C；

(4)在磁力搅拌条件下将溶液B逐滴滴加到溶液C中得到混合浑浊液D；