溶液pH和吸附离子对水相中δ-MnO_2氧化Cr(Ⅲ)的影响研究

实验室研究了溶解氧、介质pH及表面吸附离子(PO43–、Cd2+、Pb2+)种类等对人工合成的氧化锰(δ-MnO2)在水相中对Cr(Ⅲ)的氧化作用。结果表明:当悬浮液中ρ(MnO2)/ρ(Cr)为10/1时,氧化锰对Cr(Ⅲ)的氧化量达最大;pH值的升高降低Cr(Ⅵ)→Cr(Ⅲ)氧化还原电位以及增强Mn2+催化作用可以增强溶解氧对Cr(Ⅲ)的氧化能力。溶液pH的提高导致Cr(Ⅲ)的水解程度增强而生成Cr(OH)3沉淀和吸附离子后氧化锰表面位点的减少,可以提高Cr(Ⅲ)稳定性。因此,土壤和沉积物δ-MnO2在水相中氧化Cr(Ⅲ)的能力与溶液化学性质密切相关,且在Pb污染下显著降低。

pH对δ-MnO_2和水铁矿吸附As(Ⅴ)的影响

研究了初始pH对δ-MnO_2和水铁矿吸附As(Ⅴ)的动力学和热力学过程的影响。结果表明,不同初始pH对水铁矿去除As(Ⅴ)的效果影响不明显,而对δ-MnO_2去除As(Ⅴ)的效果影响较大。在相同的吸附时间下,初始pH=5.0时,As(Ⅴ)去除率最高,且随初始pH增大而降低。当初始pH=5.0时,δ-MnO_2和水铁矿对As(Ⅴ)的平衡吸附量总体上都大于初始pH=7.0或初始pH=9.0时。准二级动力学方程可以很好地描述δ-MnO_2和水铁矿吸附As(Ⅴ)的动力学过程。Freundlich方程拟合水铁矿和δ-MnO_2吸附As(Ⅴ)的过程优于Langmuir方程。

水体中δ-MnO_2表面质子交换规律及影响因素

系统研究了水热合成的δ-MnO2在不同环境影响因素条件下质子交换的规律与机理.研究结果表明,在电解质(NaCl)溶液中,δ-MnO2对水体中H+有吸附作用,且吸附量与电解质浓度呈负相关,电解质阴离子对H+的交换作用影响小,Mg2+因可形成二齿螯合物而比Na+释放更多H+;温度对H+的交换影响也小;pH初始值能影响δ-MnO2的表面结构,使表面质子解离,酸性条件下对H+的吸附大于释放作用,碱性条件时则释放大于吸附作用;络合剂EDTA和NTA存在时对δ-MnO2表面吸附H+有利,络合剂浓度达到一定值时,δ-MnO2对H+吸附量趋于定值;重金属离子Pb2+、Cr3+及Co2+与δ-MnO2发生作用的机理不同,对H+的交换过程影响也不同.

花状δ-MnO_2和线状α-MnO_2的制备及其电容性能研究

以KMn O4为锰源,尿素为还原剂,在水热温度120℃和180℃下分别合成了花状δ-Mn O2和线状α-Mn O2。利用XRD和SEM对样品的结构和形貌进行了分析;利用循环伏安、交流阻抗和恒流充放电测试研究其电化学性能。测试结果表明,Mn O2的晶型和形貌对其电化学性能影响较大,花状δ-Mn O2比线状α-Mn O2展现出更好的电容性能。在扫速5 m V/s时,花状δ-Mn O2和线状α-Mn O2电极比电容分别为193.9 F/g和152.0 F/g。在与活性炭组成的非对称超级电容器中,AC//δ-Mn O2和AC//α-Mn O2电容器初始比电容分别为31.2 F/g和25.4 F/g;1000次充放电循环后,AC//δ-Mn O2循环性能更好。因此,花状δ-Mn O2更适合做非对称超级电容器的正极活性材料。