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由于锰氧化物具有资源丰富、价格低廉、对环境友好等优势,并且具有特殊的结构,使其在超级电容器、电池、催化剂等领域有着广泛的应用和发展前景。但是,由于其具有组成多变、晶体结构和形貌多样、合成途径众多,要达成可控合成还有很多有待深入研究的问题。本论文针对Mn(OH)2液相空气氧化和高锰酸钾溶液还原两种反应途径,重点考察了溶剂的性质及还原剂的性质对反应产物的影响,并采用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、比表面及孔径分布分析仪、电化学综合测定仪等先进仪器对产物进行了表征。主要研究内容和取得的研究结果如下:1、以MnCl2为锰源、NaOH为沉淀剂,在室温下采用空气氧化法制备锰氧化物,以水介质中的氧化产物为参照,详细研究乙醇、正丙醇和正丁醇等小分子醇介质对反应产物的结构、织构和电化学性能的影响。结果表明:(1)醇介质会改变Mn(OH)2空气氧化产物的晶相组成和结晶度,随醇分子烷基链的增长,Mn3O4的生成受到抑制,层状结构δ-MnO2的形成得到促进。(2)醇介质会改变产物的织构性质和锰的价态,在三种醇介质中氧化产物的比表面积、孔容积和Mn的氧化数明显高于水溶液中氧化产物的值,随醇分子烷基链的增长,相应氧化产物的比表面积和孔容积逐渐增大。(3)在醇介质中生成的氧化锰的比电容明显增大,并随醇分子烷基链的增长比电容值单调地增大。醇介质对比电容的影响与其对比表面、孔容积和锰价态的提高作用具有密切的相关性。2、以高锰酸钾为锰源和氧化剂,研究在不同条件下甲醇、乙醇、正丙醇和正丁醇等小分子醇对还原产物的影响,并以MnO2-Nafion膜修饰的玻碳电极作为研究电极,采用循环伏安法表征了各种醇分子的还原能力,从一个新的角度初步探讨了还原剂对产物结构和性质的影响机制。结果表明:(1)在低温和pH=8.0及pH=13.0的条件下,甲醇、乙醇、丙醇和丁醇与高锰酸钾的反应均形成层状结构δ-MnO2,形貌为纳米小颗粒或短小的棒状颗粒,易团聚,随醇分子碳链的增长颗粒尺寸有所增大,层间距略有减小,升高温度会使结晶度提高。(2)N2在醇还原产物上的吸附-脱附等温线可归属为Ⅳ型等温线、H3型回滞环。在28℃及pH=8.0的条件下,用长碳链的醇还原高锰酸钾得到的样品的比表面积和比孔容大于用甲醇还原高锰酸钾得到的样品,平均孔径更小、分布更窄;当pH升高时,比表面积和比孔容变小、平均孔径变大;当温度升高时,比表面积增大、比孔容变大。(3)在28℃、pH=8.0条件下,用乙醇还原的产物锰的价态比其它样品略高;同温下提高pH值,产物锰的价态相应的增高;相同pH时,提高反应温度也会使产物的锰的价态增高。(4)所制备MnO2电极具有双电层电容和赝电容的混合特征,温度升高对电容的增加有明显的提升作用,而pH的增加对比电容的影响不大,锰的价态是决定δ-MnO2比电容的关键因素。(5)获得了不同条件下甲醇、乙醇、丙醇和丁醇在MnO2-Nafion膜修饰玻碳电极上的循环伏安曲线,利用其氧化峰电位和峰电流初步解释了小分子醇对高锰酸钾还原产物的影响机制。3、以高锰酸钾为锰源和氧化剂,在常温常压下研究了乙醛、正丙醛、正丁醛和苯甲醛等小分子醛作为还原剂时对产物的影响规律,并与相同条件下醇对产物的影响进行比较。实验结果表明:(1)乙醛、正丙醛、正丁醛和苯甲醛与高锰酸钾反应均形成层状结构δ-MnO2,形貌为纳米小颗粒,产物易团聚,其中苯甲醛的还原产物还含有少量棒状颗粒、产物的结晶程度最低。(2)在28℃及pH=8.0的条件下,用不同醛得到的还原产物的比表面积、孔容和孔径有些区别,按比表面积大小排列次序为:Bed>Ad> Bd>Pd。(3)在28℃、pH=8.0条件下,醛还原产物中锰的价态明显高于相同条件下醇还原产物的,并且随醛分子碳原子数的增多而增大,正丙醛、正丁醛和苯甲醛还原产物的Mn/O比十分接近MnO2的理论计量比。(4)在28℃、pH=8.0条件下,醛还原产物的比电容值明显大于醇还原产物的比电容值,不同醛还原产物的比电容值与其比表面积具有密切的正相关性。