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制备锰氧化物及其性质研究
工程科技與教育學刊 第九卷 第三期 民國一○一年九月 第 307 ~311 頁
製備錳氧化物及其性質研究
宋怡葶、楊文都
國立高雄應用科技大學 化學工程與材料工程學系
E-mail : 1098101138@cc.kuas.edu.tw
摘 要
本研究利用溶膠-凝膠法製備出了三氧化二錳,並使用 XRD 、SEM 以及 FTIR 對三氧化二錳的結晶結
構、顯微組織、光譜特性進行分析,從 XRD 分析中可以看出不同濃度及煅燒溫度對三氧化二錳的影響,指
出三氧化二錳的結晶性會隨不同濃度及煅燒溫度的增加而增強。在 SEM 的分析中可以觀察到三氧化二錳晶
粒大小約 50nm ,且晶粒形貌呈球形。在FTIR 的分析中可了解三氧化二錳所含的官能基光譜特性,而三氧
化二錳所含的官能基光譜特性在光譜中波數位於 500~600cm-1 之間的地方。
關鍵詞:溶膠-凝膠法、三氧化二錳
1. 前 言
無機奈米材料因具有獨特的結構特性,其所形成的光、電、機械和熱性質被越來越受到重視。錳在元
素狀態時為銀白色、脆性的活性金屬,也是除了鐵和鈦以外最常見的過渡金屬。錳是週期表中第 25 個元素,
位於過渡元素的第一列,也是 VIIB 族的第一個元素。由於錳特殊的電子結構,所以可以以各種氧化狀態存
在,其氧化態有-3 、-2 、-1 、0 、2 、3 、4 、5 、6 、7 等這幾種。在無機功能材料中的 Mn2O3 在半導體和催化
領域中被人們廣泛研究和關注 [1 、2] 。
三氧化二錳具有兩種結晶型:α-Mn O 和 γ-Mn O ,而在自然界中只存在α-Mn O 。Mn O 是一種兩性
2 3 2 3 2 3 2 3
氧化物,在固相法合成鋰離子二次電池之正極材料 LiMn O 的最佳原料之一。此外,在環境保護領域中 N O
2 4 2
的分解研究裡,Mn O 的催化活性明顯優於其它錳氧化物,並在對氯苯甲醛、對溴苯甲醛等有機物的合成
2 3
中,常被作為氧化劑廣泛的使用。在半導體材料的製程中,Mn O 又常被用於消除廢氣中的有機物 [3] 。
2 3
Mn2O3 的製備,除了可以透過直接煅燒 MnO2 外,還可以採用液相沉澱法製備前驅物,然後對前驅物
進行热處理獲得 Mn O ;或是在N2 氣體保護下,在 Mn(NO ) 溶液中,加入 NH .H O- NH C1 緩衝溶液得
2 3 3 2 3 2 4
到膠體,然後進行水熱法,再煅燒獲得產物 [4] ;或是使用溶膠-凝膠法和靜電紡絲法得到 Mn O [5] 。
2 3
本研究採用溶膠-凝膠法,使用不同濃度比的醋酸錳及固定濃度的檸檬酸下進行反應,然後使用不同
煅燒溫度生成三氧化二錳,再以 X 光繞射儀(XRD )、傅立葉紅外光分光光譜儀(FTIR )、掃描式電子顯微
鏡(SEM )來觀察其性質與結構。
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