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纳米材料的结构会对其性质产生影响,纳米材料的机理研究及开发能制备出新颖结构纳米材料的合成方法因此具有重大意义。二氧化锰因其的独特的物化性质在电化学超级电容器和催化方面有广阔的应用前景。本文探索了二氧化锰相关结构的生成机理并采用不同的方法制备了新颖结构的二氧化锰微纳米结构,具体如下：
⑴设计实验考察了和SO42-、NO3-、PO43-及Cl-等阴离子与pH对二氧化锰晶体各向异性生长的影响。根据表征分析结果,提出了二氧化锰纳米棒可能的形成机理。二氧化锰一维纳米结构的生长遵循结晶-溶解-再结晶机理,其中溶解过程是决定步骤,pH值的降低有利于提高二氧化锰的溶解度,而SO42-、NO3-及PO43-等阴离子则起着完全相反的作用。当pH的作用占主导地位时,二氧化锰一维纳米结构的生长就会得到促进。
⑵在无表面活性剂、模板及离子液体等辅助的条件下,采用一种非常简便的水热法制备了β-MnO2空心多面体。系统的探索了反应物和反应温度对产物形貌的影响,并且通过对不同反应时间产物的考察详细地探讨了β-MnO2空心多面体的形成机理。Β-MnO2空心多面体的形成是定向聚集机理和Ostwald熟化机理共同作用的结果。
⑶采用不同的处理MnCO3前驱体的方法,获得了二氧化锰的核壳结构和双层壳空心结构。另外,采用添加金属离子的方法辅助二氧化锰的一维纳米结构自组装为三维结构,得到了较多的形貌均一的海胆结构的氧化锰。