[发明专利]一种高稳定性非晶硅酸锰的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高稳定性非晶硅酸锰的制备方法，属于无机材料制备技术领域。

背景技术

非晶材料具有长程无序、短程有序以及宏观各向同性等特点，表现出一些特殊的物理化学性能，如多孔结构、比表面积较大、良好的机械性能和软磁性能，以及光学特性等，已广泛应用于诸多领域，如太阳能电池、永磁薄膜材料、超导材料、敏感功能材料等。

根据最近的研究报道，非晶材料由于具有均匀而疏松的结构，有利于锂离子扩散迁移，并可容纳充放电过程中的体积膨胀，松弛应力，同时还可产生电容性储能，因此在锂离子电池、超级电容器等新能源领域的应用引起了极大的关注。

硅酸锰材料在自然界中储量丰富，环境友好，且工业化应用广泛，如用作氧载体为化学链燃烧提供脱耦合的氧，提高与甲烷的反应活性；作为臭氧催化剂降解饮用水中的对氯硝基苯；作为通用平台合成纳米级的催化剂；用作锂离子电池负极材料等。

但是目前非晶材料的制备过程复杂，合成难度大、周期长，不仅成本高，而且易产生其它杂质。因此如何以低的成本，简单高效地大量制备非晶材料是目前面临的一个挑战。而且现有技术中还未有关于高稳定性非晶硅酸锰制备的报道，因此，开发一种高效制备高稳定性非晶硅酸锰材料的方法，对于硅酸锰材料的进一步应用具有重要的意义。

发明内容

针对上述现有技术，本发明的目的是提供一种高稳定性非晶硅酸锰的制备方法。该制备方法的反应过程简单，效率高，制备的非晶硅酸锰材料纯度高，非晶结构稳定。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种高稳定性非晶硅酸锰的制备方法，包括以硅酸钠和氯化锰为原料，经沸水处理制备得到非晶硅酸锰粉体的步骤；以及将非晶硅酸锰粉体与葡萄糖混合，在600-700℃进行反应的步骤。

上述制备方法中，硅酸钠和氯化锰的摩尔比为1:1。

上述制备方法中，沸水处理的时间为2-8小时。

上述制备方法中，非晶硅酸锰粉体与葡萄糖的质量比为1:0.3-1。

上述制备方法中，作为优选的方案，沸水处理制备非晶硅酸锰粉体的具体方法为：将硅酸钠和氯化锰分别用去离子水溶解获得均匀溶液；在搅拌作用下，将氯化锰溶液缓慢加入到硅酸钠溶液中，形成混合液；将混合液加热煮沸，保持2-8小时，洗涤产物，烘干，即得非晶硅酸锰粉体。

上述制备方法中，作为优选的方案，非晶硅酸锰粉体和葡萄糖混合反应的具体方法为：将葡萄糖用去离子水溶解，然后与非晶硅酸锰粉体混合均匀，经120℃烘干后放入管式炉中在氮气气氛保护于600～700℃反应5小时后，自然冷却至室温。

上述方法制备的非晶硅酸锰材料，非晶结构稳定性高，即使在700℃高温条件下也不会产生晶相。

本发明的有益效果：

(1)本发明的非晶硅酸锰的制备方法，反应过程简单，副产物易清洗去除。

(2)本发明的非晶硅酸锰的制备方法，反应时间短，反应温度低，生产效率高，适于大量生产。

(3)本发明制备的非晶硅酸锰材料，其纯度高，非晶结构稳定性高。

附图说明

图1是实施例1、8、10制得非晶硅酸锰的X-射线衍射图；

图2是实施例2制得晶相复合硅酸锰的X-射线衍射图；

图3实施例3制得非晶硅酸锰的X-射线衍射图；

图4实施例4、9、11制得非晶硅酸锰的X-射线衍射图；

图5实施例5制得结晶硅酸锰的X-射线衍射图；

图6实施例12制得非晶硅酸锰的X-射线衍射图；

图7实施例13制得晶相硅酸锰的X-射线衍射图。

具体实施方式

结合实施例对本发明作进一步的说明，应该说明的是，下述说明仅是为了解释本发明，并不对其内容进行限定。

实施例1：

通过硅酸钠和氯化锰反应制备非晶硅酸锰。取7.55g氯化锰和10.85g硅酸钠分别在50mL去离子中水溶解。在搅拌作用下，将氯化锰溶液缓慢加入到硅酸钠溶液中，混合均匀。将混合液加热煮沸，保持4小时，冷却至室温，用去离子水清洗产物3次，再在120℃烘干，获得5.0g深棕色粉末，产率和纯度接近100％。根据X-射线衍射图谱分析(如图1所示)，产物为非晶硅酸锰。

实施例2：