Mn3O4 NPs，四氧化三錳納米顆粒是一種具有特殊物理化學(xué)性質(zhì)的功能材料。

基本信息

• 化學(xué)式：Mn?O?

• 外觀(guān)：多為棕黑色或黑色粉末，單分散性好時(shí)呈球形或類(lèi)球形。

• 晶體結(jié)構(gòu)：穩(wěn)定相為四方尖晶石結(jié)構(gòu)，晶格中包含 Mn2?和 Mn3?兩種價(jià)態(tài)離子。

• 粒徑：通常小于 100nm。

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制備方法

• 濕化學(xué)法：

• 共沉淀法：通過(guò)錳鹽與氧化劑在堿性條件下反應(yīng)生成前驅(qū)體，經(jīng)煅燒獲得產(chǎn)物。

• 水熱法：在密閉高壓釜中通過(guò)調(diào)節(jié)溫度、pH 值和反應(yīng)時(shí)間控制結(jié)晶度，可制備粒徑均勻的納米顆粒，缺點(diǎn)是設(shè)備要求較高。

• 溶膠-凝膠法：以有機(jī)錳化合物為原料，經(jīng)水解縮聚形成凝膠后熱處理，產(chǎn)物純度高但流程復(fù)雜。

• 固相法：

• 機(jī)械球磨法：將三氧化二錳與氧化劑直接研磨反應(yīng)，工藝簡(jiǎn)單但易引入雜質(zhì)。

• 微波輔助固相法：結(jié)合微波技術(shù)可縮短反應(yīng)時(shí)間，能耗降低約 30%，但設(shè)備投入較大。

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性能特點(diǎn)

• 氧化還原活性與催化性能：由于存在混合價(jià)態(tài)（Mn3?/Mn??），賦予其優(yōu)異的氧化還原活性，在催化領(lǐng)域優(yōu)于單一價(jià)態(tài)氧化錳，如對(duì)苯酚的降解效率較鐵鹽催化劑提高 2 倍，且在中性條件下仍保持 80% 以上活性。

• 電化學(xué)性能：具有較高的理論比容量，約 700mAh/g，作為鋰離子電池正極材料時(shí)，能量密度較傳統(tǒng)鈷酸鋰提升 15% 以上，且在超級(jí)電容器中表現(xiàn)出高比電容和良好的循環(huán)穩(wěn)定性。

• 熱穩(wěn)定性：在 300℃以下無(wú)明顯相變，熱穩(wěn)定性?xún)?yōu)于部分鎳基氧化物。

• 磁性：具有順磁性和弱鐵磁性，其磁性受粒徑和溫度影響顯著。

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Mn3O4 NPs，四氧化三錳納米顆粒

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