● 摘要
摘要 氧化锰纳米材料以其良好的离子交换和分子吸附、电化学、催化和磁性能引起了化学和材料工作者的研究兴趣。如何合理控制材料的定向生长，进而实现对其形貌、组成、晶体结构乃至物性的调控，对于深入研究形貌与物性的关系、并最终实现纳米材料的可控合成具有重要的意义。本论文在发展新的纳米材料合成方法、调控合成新形貌的氧化锰纳米材料、研究合成材料的形成机理及电化学性质方面进行了有益的探索。
全文主要包括绪论、实验和结论三大部分。绪论部分（第一章）主要论述了氧化锰结晶化合物的结构特征、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（第二、三章）分别以层状氧化锰（Na−BirMO）和 KMnO4为前驱物或起始物，控制合成了多种不同形貌的氧化锰纳米材料，发展了新的纳米材料合成方法。在此基础上，对氧化锰纳米材料的晶体生长机理和电化学性质进行了研究。最后一章介绍了本论文的结论。
第二章，以层状 Na−BirMO 为前驱物，发展了水热法和新的氧化锰纳米材料合成方法。在深入分析了多种不同氧化锰晶体结构的基础上，通过水热反应和常压水浴振荡反应两条途径，合成了多种不同形貌的氧化锰纳米材料。在水做溶剂无模板剂和催化剂条件下，以 Na−BirMO 为前驱体，通过改变温度、时间、配比等反应参数的多次平行交叉对比实验，优化了氧化锰纳米材料合成条件，实现了纳米四棱柱、纳米管、纳米卷、层状微球、纳米线束等不同氧化锰纳米结构的可控合成；研究并提出了纳米四棱柱的相转化−各向异性生长机理和层状微球的滚汤圆机理。采用 XRD、DSC−TGA、SEM、TEM、IR、AAS、元素分析及 CV 等手段，对所合成的氧化锰纳米材料进行了物性结构表征和电化学性质测试。研究结果表明：氧化锰可以生长为不同的晶型和形貌，其电化学性质与晶型、形貌、锰的平均氧化数都有关系；将具有纳米线束形貌的氧化锰修饰于玻碳电极对药物进行多次循环伏安扫描测试，与裸电极相比，氧化锰修饰的电极可以使测试信号提高约 3 倍，氧化峰电位负移约 200 mV（Vs. Ag 电极），表明氧化锰纳米材料具有良好的电化学和催化性能。
第三章，以 KMnO4 为起始反应物，采用水热处理技术合成了不同形貌的氧化锰纳米材料。基于物质本身结构生长特性，以 KMnO4溶液的水热反应为研究对象，借助于水热技术，优化反应条件下控制合成了花状微球和 Cryptomelane 纳米带两种不同形貌的锰氧结晶材料，并研究了它们的晶体生长机理和电化学性质。采用 XRD、DSC−TGA、SEM、TEM、AAS、N2吸附及 CV 等手段，对所合成的氧化锰纳米材料进行了物性结构表征和电化学性质测试。研究表明所合成材料的形貌与反应的温度和时间密切相关，氧化锰电化学性质受晶型和形貌影响。
通过发展新的氧化锰纳米材料合成技术，实现了不同形貌氧化锰纳米材料的可控合成。众多新形貌的氧化锰纳米材料丰富了已有锰氧结晶化合物的种类与研究内容，为调控合成方法的推广和材料在催化、吸附和电化学等领域的应用奠定了基础。
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