合成钠水锰矿的方法

摘要

本发明揭露一种以人工方式以合成结晶性良好的钠水锰矿(sodium birnessite)的方法。此方法为一修正的氧化-去质子化反应(Oxidation-deprotonation reaction, ODPR)，包含在无氧状况下混合含Mn2+离子的溶液与NaOH溶液，以形成不含Mn3+离子的氢氧锰矿(pyrochroite)；接着，再通入氧气以氧化氢氧锰矿，氢氧锰矿的白色悬浮液转成具蓝色色泽的黑色悬浮液；摆置该悬浮液约48小时以待转变完成；离心此悬浮液，除去此悬浮液之上层澄清液，可重复数次此程序，以去除所有盐类；最后收集沉淀物，冷冻乾燥保存。

主权项

1.合成钠水锰矿(sodium birnessite)的方法,该方法至少包含以下步骤:无氧状况下混合含Mn2+离子的溶液与NaOH溶液,以形成不含Mn3+离子的氢氧锰矿(pyrochroite)悬浮液;通入氧气于该悬浮液,以氧化该氢氧锰矿;离心处理该悬浮液;除去该被离心后之悬浮液的上层澄清液;并收集该被离心后之悬浮液中的沉淀物,该沉淀物含钠水锰矿,其中所述更包含在收集沉淀物之前,加水于该被除去上层澄清液之溶液,使该被除去上层澄清液之溶液再次悬浮,接着离心并除去该再次悬浮溶液之上层澄清液,重复数次前述程序,可除去溶液中的所有盐类。2.如申请专利范围第1项所述之合成钠水锰矿(sodiumbirnessite)的方法,其中所述加水于该除去上层澄清液之溶液,该所加之水为二次蒸馏水。3.如申请专利范围第1项所述之合成钠水锰矿(sodiumbirnessite)的方法,其中所述无氧状况下混合含Mn2+离子的溶液与NaOH溶液,温度控制在10℃以下。4.如申请专利范围第1项所述之合成钠水锰矿(sodiumbirnessite)的方法,其中所述无氧状沉下混合含Mn2+离子的溶液与NaOH溶液,为于混合前,分别持续通入氮气于该两溶液中一段时间,并于混合过程中及混合后持续通入氮气于该混合溶液中达成。5.如申请专利范围第1项所述之合成钠水锰矿(sodiumbirnessite)的方法,其中所述更包含在离心处理该悬浮液前,摆置该悬浮液48小时以待转变完成。6.如申请专利范围第5项所述之合成钠水锰矿(sodiumbirnessite)的方法,其中所述摆置该悬浮液,该悬浮液之温度控制在40℃至100℃。图式简单说明:第一图显示依据本发明合成之水锰矿以X光绕射的分析图形。第二图显示依据本发明合成之水锰矿以电子显微镜(TEM)观察的图形,所得的水锰矿型态如图所示。第三图显示依据本发明合成之水锰矿以高解析度电子显微镜(HRTEM)观察的图形,显示所得的水锰矿之晶格图像。