题目：不同形貌氧化锰纳米材料的可控制备研究

不同形貌的氧化锰纳米材料由于具有离子筛、分子筛、催化和电化学等许多特殊的物理和化学性质，因而在吸附材料、催化材料、锂离子二次电池的正极材料和新型磁性材料等领域显示了广阔的应用前景。研究证明纳米粒子的晶型、尺寸、形貌和维数等因素不同程度的影响着纳米材料的光学、电学和磁学等性能，因此，通过控制纳米材料的定向生长，进而实现对纳米材料形貌、组成、晶体结构乃至物性的调控，对于深入研究纳米材料的形貌与物性之间关系、并最终实现纳米材料的可控合成具有重要的意义。本论文以二氧化锰材料为研究对象，采用水热法合成了一系列不同晶型和形貌的二氧化锰材料，进行了制备材料的结构、形貌和组成等表征分析，研究了其生长机理及电化学性质。
全文主要包括绪论和实验两大部分。绪论部分（第1章）主要论述了纳米材料的特性与应用、氧化锰化合物的结构特征、氧化锰纳米材料的形貌调控合成现状及发展动向、应用领域以及本论文的主要研究内容；实验部分（第2、3章）描述了以KMnO4 为起始物，在不同反应体系中控制合成多种不同晶型和形貌的氧化锰纳米材料，研究了不同结构和形貌氧化锰纳米材料的生长机理和电化学性质；最后一章为本论文的结论。
第2章，以KMnO4为锰源，KOH溶液作溶剂，在无模板剂和催化剂条件下，通过水热反应合成了多种不同形貌的层状氧化锰纳米材料。通过改变KOH溶液浓度、温度、时间等反应条件的对比实验，优化了氧化锰纳米材料合成条件，实现了纳米线束、棉团状、大片层等不同形貌氧化锰纳米材料的可控合成，提出了纳米线束和棉团形貌氧化锰纳米材料的溶解-各向异性生长机理。采用 XRD、SEM、TEM、DSC-TGA、IR、AAS、元素分析及 CV 等实验手段，对所合成的不同形貌氧化锰纳米材料进行了结构、形貌表征和电化学性质测试。研究结果表明：在碱性条件下水热处理KMnO4可以制备不同形貌的层状氧化锰材料，且碱溶液浓度、反应温度、反应时间对产物的最终形貌有重要影响；纳米线束和棉团形貌的氧化锰纳米材料的循环伏安扫描测试结果表明，制备的纳米线束和棉团形貌的氧化锰纳米材料具有较好的电容性能。
第3章，以KMnO4为起始反应物，采用水热技术在不同种类酸溶液中可控制备了α-, β-, δ-MnO2，系统研究了K+、H+ 及不同阴离子对制备产物MnO2晶型和形貌的影响。研究结果表明，反应体系中K+ 与H+ 等阳离子对于制备产物晶相生成形成竞争性影响，阳离子量的大小决定制备产物的晶型，高浓度K+ 离子有利于生成α-MnO2，而高浓度的H+ 有利于生成β-MnO2；另一方面，阴离子的种类和浓度对制备产物MnO2的晶型和形貌无显著影响。结合对制备产物进行XRD，SEM和元素分析结果，提出了不同晶型和形貌MnO2的可能形成机理。