原位塌陷自组装法制备氧化锰纳米结构

化学学报 ›› 2011, Vol. 69 ›› Issue (06): 666-672. 上一篇下一篇

研究论文

原位塌陷自组装法制备氧化锰纳米结构

周丽¹,胡玉才²,贺军辉¹

1. 中国科学院理化技术研究所
2. 鲁东大学化学与材料科学学院

投稿日期:2010-04-06 修回日期:2010-09-07 发布日期:2011-03-28
通讯作者: 贺军辉 E-mail:jhhe@mail.ipc.ac.cn
基金资助:
国家自然科学基金项目;国家自然科学基金委员会—中国工程物理研究院联合基金;中国科学院光化学转换与功能材料重点实验室开放课题;山东省自然科学基金

In-situ collapse self-assembly route to manganese oxide nanostructures

Received:2010-04-06 Revised:2010-09-07 Published:2011-03-28
Contact: Junhui He E-mail:jhhe@mail.ipc.ac.cn

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摘要/Abstract

采用一种简单的原位塌陷自组装法利用高锰酸钾（KMnO4）和油酸（OA）发生的“Baeyer test for unsaturation”反应，用乙醚作为共溶剂来制备氧化锰纳米结构。与之前相比，加入乙醚（EE）最大的优点是减少了反应过程中油酸的用量，大大简化了产品的洗涤过程，降低了制备成本。得到的产品分别用SEM、TEM和XRD进行了表征。产品的形貌和尺寸可以通过调控OA/乙醚体积比，KMnO4/OA摩尔比，油相/水相体积比和反应温度来实现。当OA/乙醚的体积比在10:0～3:7之间时，得到的产品形貌为蜂窝状；当KMnO4/OA摩尔比小于1:1时，也得到了蜂窝状纳米结构；油相和水相的体积比大于2:75时得到的产品形貌为片状结构；而在较小范围内改变反应温度，对产品的形貌没有太大影响。依据所得的结果推断反应是通过一个纳米片不断塌陷的过程形成的。

关键词: 自组装, O/ W乳液, 氧化锰, 纳米结构

A straightforward O/W emulsion route has been used to fabricate hierarchical manganese oxide nanostructures using ethyl ether(EE) as co-solvent, In the emulsion, the “Baeyer test for unsaturation” reaction quickly occurs between KMnO4 and oleic acid at the O/W interface. The main advantage of adding ethyl ether is to reduce the amount of oleic acid and to simplify greatly the washing process of the products. The as-obtained products were characterized by SEM, TEM and XRD measurements. The morphology and size of products could be controlled by adjusting the volume ratio of OA/EE, the molar ratio of KMnO4/OA, the volume ratio of oil phase/water phase and the reaction temperature. In the range of OA/EE volume ratio of 10:0~3:7, honeycomb manganese oxide nanoparticles were obtained. When the molar ratio of KMnO4/OA was less than 1:1, honeycomb mangnese oxide nanoparticles were also obtained. When thevolume ratio of oil phase/water phase was greater than 2:75, manganese oxide nanopletes and their aggregates were produced. The increase of reaction temperature within a narrow range have no effect on the morphology of product. Based on the experimental observations, a plausible formation mechanism via continuous collapse self-assembly of nanoplatelets was proposed.

Key words: self-assembled, O/W emulsion, manganese oxide, nanostructure

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周丽胡玉才贺军辉. 原位塌陷自组装法制备氧化锰纳米结构[J]. 化学学报, 2011, 69(06): 666-672.

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