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二氧化锰晶型转变研究.pdf
二氧化锰晶型转变研究 郭学益，刘海涵，李栋，田庆华，徐刚 中南大学冶金科学与工程学院，湖南长沙 (410083) E-mail ：haihanshiye@ 摘 要：采用热处理方式对γ-MnO 晶型转变进行了研究，考察了温度和时间对γ-MnO 晶型 2 2 转变的影响。由XRD射线衍射图谱发现，MnO2开始由γ晶型向β晶型的转变温度为300℃， 350℃下热处理20 小时能够完全转变成β-MnO2 ；在450℃下热处理5 －20 小时可完全转化为 β-MnO ；在560℃下热处理2小时出现Mn O ，热处理20小时后，Mn O 含量将达到75.63 ％。 2 2 3 2 3 因此，MnO2 晶型转变的主要影响条件是温度。 关键词：γ-MnO2 ；β-MnO2 ；晶型转变；热处理 中图分类号：TQ026.8 文献标识码：A 0. 前言 [1] 二氧化锰有着较为复杂的晶型结构，如α、β、γ等五种主晶及 30 余种次晶 ，而其作为 电池的正极材料及电容器阴极材料又需要不同的晶型结构，因此需要深入理解二氧化锰晶型 转变机制。 通常MnO2 的活性随其所含结晶水的增加而增强，结晶水能促进质子在固体相中的扩散， 因此γ-MnO 是各种晶型MnO 中活性最佳的。但在非水溶液中，MnO 所含的结晶水反而会 2 2 2 使它的活性下降。如在Li-MnO 电池正极材料中，以α-Mn0 性能最差，含少量水分的γ-MnO 2 2 2 较差，无结晶水的β-MnO 较好，γβ-MnO （混合）最好。所以γ-MnO 在作为阴极材料之前， 2 2 2 必须对其进行热处理，并且要除去水分，使晶型结构从γ-MnO 转变为γβ-MnO 相 （混合，以 2 2 [2-8] 。再者，在固体钽电解电容器的阴极材料也是二氧化锰。 β相含量为 65 ％～80 ％为最优） 由于它的电化学性能很大程度上决定于阴极，因此对二氧化锰要求很高，二氧化锰必须全部 为β晶型，同时对其含量、粒度、比表面积、导电率等都有较高的要求[9-11]。 β-MnO 在电池及电容器上有着越来越广泛的应用，国内也开始对γ-MnO 和β-MnO 之 2 2 2 间的晶型转变进行研究，但是都集中在将γ-MnO2转化成γβ-MnO2[12- 14]，而对于国内用量很大 的固体钽电容器阴极用β-MnO 粉末的研究几乎没有。本文主要研究γ-MnO 与β-MnO 之间的 2 2 2 晶型转变机制。 1. 样品制备与检测设备 1.1 γ-MnO 热处理样品的制备 2 将γ-MnO2 （湘潭电化集团产品电解二氧化锰）置于真空干燥箱中于70℃，0.05MPa真 空度下干燥2小时。取一小勺干燥的电解二氧化锰粉末，
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