CN110482560A - 一种二维硅酸锰纳米片的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二维硅酸锰纳米片的制备方法，包括以氨水、氯化锰和正硅酸乙脂为原料，室温下制备得到硅酸锰纳米片的步骤。本发明的硅酸锰纳米片的制备方法，反应时间短，反应温度低，工艺简单，生产效率高，适于大量生产。制备的二维硅酸锰纳米片材料，其纯度高，稳定性高。在能源、生命、环境等领域具有广泛的应用前景。

Description

一种二维硅酸锰纳米片的制备方法
技术领域
本发明提供一种二维硅酸锰纳米片的制备方法，属于无机材料制备技术领域。
背景技术
二维纳米片材料具有机械柔韧性高、比表面积大、活性位点丰富、化学性质稳定等一系列优异的理化性质，已广泛应用于催化、生物、电化学储能等诸多领域，如光/电催化剂、光电器件、锂电池、核磁共振成像等。但是目前二维纳米片材料的制备过程复杂，合成温度高、周期长。如何以低成本、简单高效的方法大量制备二维纳米片材料是目前面临的一个挑战。
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，如作为类芬顿催化剂降解亚甲基蓝、苯酚和对氯硝基苯等水体污染物；作为T1模式造影剂，提高核磁共振成像质量；用作锂离子电池负极材料等。但是目前制备的硅酸锰材料多是颗粒或微球形态，比表面积小、活性位点少，性能较低，极大地限制了其应用和推广。
然而现有技术中还未有关于二维硅酸锰纳米片制备的报道。为了利用二维纳米片材料的优异性能，同时为了克服上述硅酸锰材料性能较低的缺点，本发明提供了一种高效制备二维硅酸锰纳米片材料的方法，对于硅酸锰材料的进一步应用具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种二维硅酸锰纳米片的制备方法，为实现上述目的，本发明所采用的技术方案步骤如下：
一种二维硅酸锰纳米片的制备方法，其特征在于，包含以氨水、氯化锰和正硅酸乙脂为原料，室温下，向去离子水中加入质量浓度为28%的氨水，随后将氯化锰和正硅酸乙脂依次加入氨水溶液中，在搅拌作用下，保持1-12小时，离心、洗涤产物，烘干，即得硅酸锰纳米片粉体。
所述的二维硅酸锰纳米片的制备方法，其特征在于，氢氧化铵、氯化锰和正硅酸乙脂的摩尔比为0.05：2：0.002-0.008。
所述的二维硅酸锰纳米片的制备方法，其特征在于，搅拌时间为1-12小时。
本发明的有益效果：
（1）本发明的二维硅酸锰纳米片的制备方法，反应过程简单，反应温度低，反应时间短，生产效率高，适于大量生产。
（2）本发明制备的二维硅酸锰纳米片材料，纯度高。
（3）调节氢氧化铵、氯化锰和正硅酸乙脂的摩尔比可调节二维硅酸锰纳米片在长230 nm宽170nm ～长400nm宽200nm范围的粒径。
附图说明
图1是实施例1、2、3制得的二维硅酸锰纳米片的X射线衍射图；
图2是实施例1制得的二维硅酸锰纳米片的透射电子显微镜照片；
图3是实施例2制得的二维硅酸锰纳米片的透射电子显微镜照片；
图4是实施例3制得的二维硅酸锰纳米片的透射电子显微镜照片。
具体实施方式
结合实施例对本发明作进一步说明，应该说明得是，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
取6mL质量浓度为28%的氨水加入到160mL去离子水中，在搅拌作用下，将300mg氯化锰和400微升正硅酸乙脂分别缓慢加入到上述氨水溶液中，混合均匀，室温下持续搅拌1小时，离心，用去离子水清洗3次，在60℃烘干，获得深棕色粉末。根据X射线衍射图谱分析（如图1所示），产物为结晶硅酸锰（MnSiO3，JCPDS Card No. 12-0181）。根据透射电子显微镜照片分析（如图2所示），产物的粒径平均约为长260nm宽200nm。
实施例2
取6mL质量浓度为28%的氨水加入到160mL去离子水中，在搅拌作用下，将300mg氯化锰和800微升正硅酸乙脂分别缓慢加入到上述氨水溶液中，混合均匀，室温下持续搅拌6小时，离心，用去离子水清洗3次，在60℃烘干，获得深棕色粉末。根据X射线衍射图谱分析（如图1所示），产物为结晶硅酸锰（MnSiO3，JCPDS Card No. 12-0181）。根据透射电子显微镜照片分析（如图3所示），产物的粒径平均约为长230nm宽170nm。
实施例3
取6mL质量浓度为28%的氨水加入到160mL去离子水中，在搅拌作用下，将300mg氯化锰和1600微升正硅酸乙脂分别缓慢加入到上述氨水溶液中，混合均匀，室温下持续搅拌12小时，离心，用去离子水清洗3次，在60℃烘干，获得深棕色粉末。根据X射线衍射图谱分析（如图1所示），产物为结晶硅酸锰（MnSiO3，JCPDS Card No. 12-0181）。根据透射电子显微镜照片分析（如图4所示），产物的粒径平均约为长400nm宽200nm。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种二维硅酸锰纳米片的制备方法，其特征在于，包含以氨水、氯化锰和正硅酸乙脂为原料，室温下，向去离子水中加入质量浓度为28%的氨水，随后将氯化锰和正硅酸乙脂依次加入氨水溶液中，在搅拌作用下，保持1-12小时，离心、洗涤产物，烘干，即得硅酸锰纳米片粉体。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，氢氧化铵、氯化锰和正硅酸乙脂的摩尔比为0.05：2：0.002-0.008。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，搅拌时间为1-12小时。
4.如权利要求1所述的二维硅酸锰纳米片在作为载体、催化剂、造影剂或锂离子电池负极材料中的应用。
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