[发明专利]一种NiMnO3多孔纳米球材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种NiMnO₃多孔纳米球材料及其制备方法和应用，属于纳米材料领域。一种NiMnO₃多孔纳米球材料的制备方法，将氯化锰、硝酸镍和尿素溶于乙二醇中，将所得混合溶液置于水热反应釜中，120℃～200℃反应12h～16h，室温冷却，静置，离心清洗，干燥，得粉末；将粉末在空气条件下进行热处理，所述热处理条件为：从室温以2℃/min～5℃/min的升温速度升温至200℃～650℃，保温1h～5h后，随炉冷却至室温。本发明制备NiMnO₃纳米材料工艺简单，操作流程少，投资少而且重复性高，便于解决大规模生产难的问题。

技术领域

本发明涉及一种NiMnO₃多孔纳米球材料及其制备方法和应用，属于纳米材料领域。

背景技术

近年来，由于科学技术的快速发展，制备金属氧化物纳米材料的方法越来越多样化，目前常用的方法有：固相法、水热/溶剂热合成法、溶胶-凝胶法、液相共沉淀法、电化学沉积法等。水热法相比于其他方法具有较大优势，例如：(1)可以通过调节反应条件改变材料的晶体结构、晶体形态与晶粒纯度。(2)可以制备多组分的特殊化合物物粉末(3)副反应很少，容易控制产物等。因此，水热法广泛应用于纳米材料的制备。同时，拥有多孔结构纳米的材料能够提供更多的反应活性位点，增加电子的传输能力，进而提高纳米材料的电化学性能。

NiMnO₃作为金属氧化物的一种，目前制备方法较少、形貌较单一，还需要进一步研究。由于这种纳米材料兼具MnO₂和NiO两种材料的氧化还原性能，并且两者还会产生协同作用，因此能传递更多的电子，进而显著提升材料的电化学性能。采用传统方法制备这种复合材料时不仅增加很多工艺流程，大大减少制备效率，而且大大影响材料的性能，因此，迫切需要开发一种简单、便捷的多孔纳米球状NiMnO₃的制备方法。

发明内容

为了提高NiMnO₃的电化学性能，而不使用制备复合材料的方法，防止增加材料制备成本。本发明设计了一种方便、快捷的制备电化学性能优良的多孔纳米球状NiMnO₃纳米材料的制备方法。本发明的目的在于提供了一种操作简单、产率较高，电化学性能优良的多孔纳米球状NiMnO₃纳米材料的制备方法。

一种NiMnO₃多孔纳米球材料的制备方法，将氯化锰、硝酸镍和尿素溶于乙二醇中，将所得混合溶液置于反应釜中，120℃～200℃反应12h～16h，室温冷却，静置，离心清洗，干燥，得粉末；将粉末在空气条件下进行热处理，所述热处理条件为：从室温以2℃/min～5℃/min的升温速度升温至200℃～650℃，保温1h～5h后，随炉冷却至室温。

其中，所述氯化锰与硝酸镍的摩尔比为1:1～1:1.5；尿素于乙二醇中的浓度为10g/L～8g/L；所述氯化锰于乙二醇中浓度为0.03mol/L。

上述技术方案中，所述混合溶液中所述氯化锰与硝酸镍的摩尔比为1：1。

优选地，室温下，将氯化锰、硝酸镍和尿素溶于乙二醇后在转速为500～700转/分下持续搅拌30～60min，得到充分溶解的混合溶液。

优选地，按混合溶液与反应釜容量体积比为40:50，将混合溶液置于水热反应釜中，120℃～200℃反应12h～16h，取出室温冷却。

优选地，分别使用去离子水和乙醇在转速为3500转/分，时间4min条件下，离心清洗3次；粉末在60℃条件下干燥12h，取出研磨至所需粒径。

优选地，将氯化锰、硝酸镍和尿素溶于乙二醇中，将所得混合溶液置于水热反应釜中，160℃反应12h。

优选地，所述热处理条件为：从室温以2℃/min的升温速度升温至450℃，保温2h后，随炉冷却至室温。