β-MnO_2纳米棒催化氧化碱性桃红染料的研究

采用自制的β-MnO2纳米棒在酸性条件下催化氧化碱性桃红染料模拟废水,反应过程不需添加过氧化氢、无需加热.实验结果显示,低pH值(pH=1)有利于染料的脱色和降解.动力学研究表明,以β-MnO2纳米棒为催化剂分解碱性桃红染料废水的反应近似为一级反应,反应速率常数为0.1378min-1.对反应前后的溶液进行紫外和红外光谱分析,结果表明,碱性桃红在催化处理过程中芳环断开,生成脂肪胺、NH4+和CO2.

β-MnO_2纳米棒催化H_2O_2降解刚果红的研究

采用热分解纳米结构γ-MnOOH前驱体制备出直径约200 nm、长度接近几十微米的β-MnO2纳米棒,通过XRD和TEM对产物进行了成分与形貌表征。β-MnO2纳米棒作为催化剂对H2O2分解刚果红具有良好的催化性能。实验研究了刚果红初始浓度、H2O2浓度和催化剂用量对刚果红脱色率的影响。进一步研究表明,β-MnO2纳米棒催化H2O2氧化降解刚果红的脱色反应属于2.44级动力学反应,反应速率常数为0.002834(mol/L)-1.44.min-1。经紫外-可见光谱、红外光谱分析表明,催化反应后刚果红分子结构遭到破坏。

锯屑模板辅助合成β-MnO_2纳米棒的研究

以锯屑为模板,结合溶胶-凝胶法成功地合成了β-MnO_2纳米棒。采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对产物的晶型和形貌进行表征。结果表明,借助锯屑的天然孔道结构可以较好地控制MnO_2的形状和晶粒尺寸。进一步通过循环伏安、交流阻抗和恒流充放电测试对合成的β-MnO_2纳米棒电极材料的电化学性能进行表征。结果表明,在1 mol/L Na_2SO_4水溶液中,0.0～1.0V(vs.SCE)电位范围内,β-MnO_2纳米棒具有良好的电化学电容性能,单电极比容可达200 F/g,经过50次循环后电极比容量保持率为98%。