胶晶模板法制备3DOM尖晶石型LiMn2O4及表征.pdfVIP

VOI. 28 高 等 学 校 化 学 学报 NO. 2 2 0 0 7 年2 月 CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 204 ~ 207 胶晶模板法制备3DOM 尖晶石型 LiMn O 及表征 2 4 宋春霞，杨立新，陈小明，吴淑英，王先友 （湘潭大学化学学院，湘潭4 11105 ） 摘要 通过乳液聚合获得粒径为280 nm 左右的聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA ）微球，从其母液中离心沉降制得 胶晶模板. 将LiNO ，Mn（Ac ）·4H O 和柠檬酸按摩尔比1f 2 f 2配成前驱物的醇水混合溶液，填充于PMMA 3 2 2 胶晶模板间隙中，经干燥和焙烧氧化成孔制得了三维有序大孔（3DOM ）锂锰氧化物. 实验结果表明，当 !（Li ）/ !（Mn ）= 0. 6 ，前驱液浓度在0. 6 ~ 1. 0 mOI/ L 之间和升温速率为2 C/ min 时，分别在300 与600 C 下 两段恒温焙烧2 ~ 3 1 有利于目标产物的形成. SEM 测试结果表明，PMMA 胶晶模板和3DOM 锂锰氧化物均 为面心立方紧密堆积，排列规则有序，大孔直径在200 ~ 240 nm 之间，孔壁厚度在30 ~ 45 nm 之间. 产物经 XRD 晶相测定和EDTA ，KMnO 滴定分析确证为正尖晶石型LiMn O . 4 2 4 关键词 胶晶模板法；聚甲基丙烯酸甲酯微球；三维有序大孔；尖晶石型；LiMn O 2 4 中图分类号 O614 . 111；O614 . 7 + 11 文献标识码 A 文章编号 0251-0790 （2007 ）02-0204-04 三维有序大孔（T1ree-dimensiOnaIIy Ordered macrOpOre ，3DOM ）是一种特殊聚集的类似蜂窝状的三 维网络结构. 3DOM 材料具有孔径大、孔道分布均匀、孔壁由纳米粒子组成等特点，在催化载体、色谱 ［1 ~ 3 ］ 载体、细胞固定、过滤及分离材料、电池材料以及热阻材料等方面有着广泛的应用前景 . 目前， 3DOM 材料多采用胶体晶体模板法制备［4 ~ 7 ］，聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA ）胶晶模板由于其在水和乙醇 溶液中有良好的润湿性，且热分解过程相对平缓，有利于3DOM 骨架的形成，与聚苯乙烯（PS ）或SiO2 胶晶相比更适合于作为制备3DOM 材料的模板. 正尖晶石型LiMn O 是一种具有重要发展前途的新型 2 4 无机材料. 它本身具有三维隧道结构，适于锂离子的脱嵌，不仅具有优良的离子电导性，是一种很有 ［8 ，9 ］ 前途的锂离子电池正极材料 ，而且作为一种具有特定离子记