渣金两相氧化锰还原的不可逆过程热力学研究

将仅能描述近平衡体系发生物理化学变化时物理量间的线性关系式——线性不可逆过程热力学扩展到远离平衡体系,建立了有界面存在的远离平衡的化学反应体系的不可逆过程热力学方程,并将其应用于渣-金间的氧化锰还原反应,得到的氧化锰还原的不可逆过程热力学的动力学方程与实验数据能很好地吻合,这表明不可逆过程热力学可以应用于远离平衡的体系。

碳载氧化锰表面氧还原反应路径研究(英文)

氧还原反应(ORR)是一个复杂的过程,尤其在碱性电解液中,炭载型催化剂表面的ORR路径尤为复杂,因为碳本身可以催化ORR以二电子转移过程发生,产生过氧化氢,继而过氧化氢或者发生化学分解生成氧气(HODR),或者发生电化学还原生成OH(HORR).本文详细研究了ORR在常用氧化锰催化剂表面的反应路径.通过比较HODR和HORR的转换频率发现,尽管利用旋转环盘电极方法得到的表观电子转移数接近4,真实的ORR主要是2电子过程,反应生成的过氧化氢继而大部分发生化学分解生成氧气.该结果有助于理解碱性电解质中炭载型过渡金属氧化物电催化剂对ORR的催化行为.

硫酸熟化硫粉还原电解锰阳极渣制备四氧化三锰工艺研究

为探究绿色高效的还原浸出体系,以电解锰阳极渣为原料,硫粉为还原剂,采用浓硫酸熟化后浸出锰,浸出液经浓缩、除杂后,通过碳酸盐沉锰—焙烧法制备得到四氧化三锰。结果表明:在熟化温度为125℃,酸固体积质量比为0.8 mL/g,熟化时间为20 h,硫粉/锰阳极渣质量比为0.18 g/g,浸出时间为1 min的条件下,阳极渣中锰的浸出率可达96.15%;使用除杂后的浸出液制备得到的四氧化三锰颗粒均匀,呈疏松多孔结构,其锰含量达到71.81%。硫酸熟化硫粉还原浸出与常规硫粉湿法还原浸出工艺相比,反应时间大幅缩短、浓硫酸用量大幅减少,有效地实现了锰、铅分离,且采用硫粉作为还原剂,成本低廉,还原过程无二次污染。研究结果对电解锰阳极渣的资源化利用具有一定的参考价值。

安徽农业大学在锰氧化还原驱动单级移动床生物膜反应器同步硝化反硝化除磷除锰方面取得重要进展

工程技术领域高质量学术期刊《Bioresource Technology》(IF=11.889,中科院一区)发表了安徽农业大学资源与环境学院吴祥为教授课题组的最新研究成果“锰氧化还原驱动单级移动床生物膜反应器同步硝化反硝化除磷除锰的性能”。该成果成功建立了单级MBBR在C/N比为5时,同步去除低营养盐废水中C、N、P的锰氧化还原循环体系。

海底铁锰氧化还原过程的模拟研究

本文用室内海水-沉积物平衡箱研究了沉积物间隙水中铁、锰的垂直变化分布和随时间变化的分布,Fe^(2+)随深度、时间的变化幅度大,在六个月的实验期内均是如此,而Mn^(2+)在放置三个月后即趋于稳定;Fe^(2+),Mn^(2+)产生的宏观经验动力学表明:Fe^(2+)受pH影响远比Mn^(2+)大,且随着深度的增加更为明显,Fe^(2+)在较下层产生速率大,而Mn^(2+)反之;Fe^(2+)的扩散转移是上覆海水向沉积物中转移,扩散量为-60.7ug/m^2d,Nn^(2+)转移方向相反,扩散量为1746.2ug/m^2.d。

铜锰氧化物水煤气变换催化剂的还原与催化性能

以CuSO4.5H2O和MnSO4.H2O为前驱物,NaOH为沉淀剂,选用共沉淀工艺,添加Al2O3、BaO+Al2O3、ZrO2+Al2O3或CeO2+Al2O3粉末作为催化助剂,制备了4种铜锰氧化物水煤气高温变换催化剂。X射线衍射分析表明,4种铜锰氧化物催化剂的主要化学成分为氧化铜和氧化锰系化合物以及锰钡、铜锰和铜锰铝复合氧化物;在催化水煤气变换反应(WGSR)后,4种铜锰氧化物的化学成分发生了变化。H2还原实验结果表明,在4种铜锰氧化物中,添加ZrO2+Al2O3的铜锰氧化物H2还原效率最好;而添加CeO2+Al2O3的铜锰氧化物H2还原效率最小。对WGSR出口气中CO体积分数进行对比分析可知,分别添加Al2O3和CeO2+Al2O3铜锰氧化物催化剂的变换活性较好。

介质对氧化还原反应影响实验的改进

现行无机实验教材中,介质对氧化还原反应影响的实验存在着实验内容单一,涉及知识目标范围较小等不足,因此本文基于改变实验内容和次序,围绕两个问题设计实验,在实验难度和复杂度改变不大的情况下,对实验提出了改进措施,并将其延伸应用于介质对歧化反应的影响实验、锰的化合物性质的验证等实验。

乙醇还原浸出电解锰阳极渣中锰的研究

以电解锰阳极渣为原料,乙醇为还原剂,在硫酸介质中还原浸出锰并富集铅。分别考察了浸出温度、硫酸浓度、乙醇浓度、液固比以及浸出时间对乙醇还原电解锰阳极渣浸出锰和铅的影响。结果表明,在温度70℃、硫酸浓度3 mol/L、乙醇体积分数5%、液固比6∶1的条件下浸出4 h,锰的浸出率达到98.24%,铅的浸出率仅为0.41%;浸出后的主要氧化产物为二氧化碳和乙酸,浸出条件温和,锰铅分离效果好。研究可为电解锰阳极渣的资源化利用提供参考。

黄铁矿-微生物体系还原浸出低品位氧化锰矿工艺过程研究

利用黄铁矿和微生物组合浸出低品位氧化锰矿,研究了pH值、矿浆浓度和接菌浓度对低品位氧化锰矿中锰元素浸出的影响。结果表明,在pH=1.6、矿浆浓度15%和接菌浓度20%的条件下,锰浸出率达到92.3%。嗜酸氧化亚铁硫杆菌与溶液中的Fe^(3+)能够促进黄铁矿发生氧化还原反应,进而强化氧化锰矿中锰元素的浸出。

响应面法优化酒石酸还原浸出电解锰阳极渣工艺

以湘西某电解锰厂的电解锰阳极渣为原料、酒石酸为还原剂、硫酸为助浸剂湿法还原浸出阳极渣中的锰并富集铅。通过单因素实验并基于响应曲面法BBD模型对浸出工艺进行了优化。设定浸出温度、液固比、硫酸浓度、酒石酸用量4个影响因子,锰浸出率为响应值,考察优化得到最佳浸出条件及独立因素对锰浸出率的影响程度。结果表明:最佳浸出工艺条件为浸出温度为80℃、硫酸浓度为3.7mol/L、液固体积质量比(mL/g)为3.5、酒石酸用量为1.5g(理论用量的1.1倍)、浸出时间为1h,该条件下锰浸出率为98.27%,铅浸出率为0.16%。对阳极渣中锰浸出率的影响效果由大到小依次为:硫酸浓度、液固比、浸出温度、酒石酸用量、浸出时间。对浸出液和浸出渣进行表征分析,探讨了其反应机理。用酒石酸还原浸出富集阳极渣中的锰、铅,具有无二次污染、反应时间短、浸出率较高、锰铅分离效果较好等特点。该研究能够为电解锰阳极渣的资源化利用提供理论依据。

铜渣氧载体煅烧改性及氧化还原特性研究

以干法离心粒化的铜渣颗粒为氧载体,进行了铜渣吸氧和释氧反应的热力学分析和实验研究,考察了氧化温度、还原温度、铜渣粒径及CaO加入等对铜渣物相组成的影响。结果表明,铜渣中铁氧化物的释氧反应过程和吸氧反应过程都是逐级进行的;粒化后的铜渣颗粒均具备一定的吸氧和释氧能力;提高氧化和还原温度均有利于铜渣中铁氧化物释氧反应和吸氧反应的进行;铜渣粒径越小,越利于FeO及Fe_(3)O_(4)吸氧反应的进行;加入CaO有利于铜渣释氧反应的进行。

一组氧化-还原反应的选择题

3.下列制取单质的反应中,化合物作还原剂的是( ) ①用溴和碘化钠反应制取碘 ②用锌和稀硫酸反应制取氢气 ③在电炉中用碳和二氧化硅反应制取硅 ④铝和二氧化锰反应冶炼锰 4.有下列四个含氮物质的反应。

系列纳米结构锰氧化物的水热合成(英文)

以KMnO4为锰源、抗坏血酸(AA)为还原剂,采用水热法制备系列纳米结构锰氧化物。通过调节反应物的物质的量的比、水溶液的pH值、反应温度和反应时间,制备出了不同纳米结构的锰氧化物,包括Mn3O4纳米粒子、MnOOH、α-MnO2和β-MnO2纳米棒。采用XRD和TEM测试技术对合成产物进行了表征,同时对其反应机理进行了探讨。

高炉型高钛渣中 MnO 还原的物理化学

报告了ＭｎＯ在高炉型高钛渣中的物理化学规律．指出渣中ＭｎＯ的还原应能够独立达到平衡，其平衡分配系数随炉渣碱度的升高而升高，随渣中ＴｉＯ２含量升高而下降．平衡时渣中ＭｎＯ的还原率在６０％～７０％之间；ＭｎＯ还原反应在高炉内没有达到平衡，ＭｎＯ的还原受动力学条件控制，还原反应为二级，表观活化能为１４３ｋＪ／ｍｏｌ；还原初期还原速率受渣中Ｍｎ２＋离子扩散控制，当钛－锰反应达到平衡后，还原速率由Ｍｎ２＋离子扩散及ＴｉＯ２还原速率共同控制，而ＳｉＯ２的还原速率不影响ＭｎＯ的还原速率．

高炉型钛渣中V_2O_5对TiO_2还原的抑制

实验研究表明，含钛高炉渣中钒氧化物的存在可抑制钛氧化物的还原，但（Ｖ＿２Ｏ＿５）含量超过２％以上才能充分发挥其抑制作用。提高还原反应温度可明显地增进钒、钛、硅间迁移反应的进行。

天然锰钾矿氧化降解水体中苯酚机理研究

根据锰的溶出、氧气不参与反应、酸度是影响苯酚降解的主要因素等实验结果 ,推测天然锰钾矿与苯酚的作用机制。研究表明 :反应 8h ,总有机碳去除率达 88.7% ;锰钾矿在硝酸存在时产生的氧自由基与苯酚发生氧化还原反应 ,使苯酚降解。根据检出的对苯醌、联苯二酚。

MnO_x/CNT的制备及其对氧还原反应的电催化性能研究

利用高锰酸钾(KMnO_4)对纳米碳管(CNT)的纯化反应,制备出了CNT负载的锰氧化物复合材料MnO_χ/CNT.采用XRD和SEM分析发现,CNT表面被一种birnessite型层状锰氧化物均匀地包覆.循环伏安实验结果表明,MnO_χ/CNT对碱性溶液中氧还原反应具有比CNT更高的电催化活性,能够在O_2二电子还原为HO_2^-的电位下实现其彻底还原,生成OH^-.从而表明该种复合材料在燃料电池、金属/空气电池等领域具有十分良好的应用前景.

电解锰渣中Mn^(2+)的固化及动力学研究

电解锰渣(EMR)中大量可溶性锰会带来严重的环境问题,需要对其进行固化处理。本文利用CaO固化电解锰渣中Mn^(2+)及其动力学机制,系统考察了CaO添加量、液固比、温度和反应时间对Mn^(2+)固化率的影响。通过XRD、SEM-EDS对原EMR和预处理EMR的物相组成、表面形貌检测分析,探讨固化反应机理。结果表明,在CaO与EMR质量比6∶100、液固比4∶1、温度55℃、反应时间150 min条件下,Mn^(2+)固化率为99.72%。机理研究表明,电解锰渣中Mn^(2+)以MnO2和MnOOH的形式固化。动力学分析结果表明,氧化钙固化Mn^(2+)过程受化学反应和残留固体膜层扩散混合控制,反应表观活化能为11.7135 kJ/mol。本研究提供了一种简单有效的改性锰渣方法,可用于指导锰渣可持续利用。

锰硅渣矸石渣复合水泥的研制

1试验用原材料 1．1锰硅渣锰硅渣是生产锰硅合金时，冶炼高炉用氧化钙还原后形成的一种工业废渣，经过水淬成粒状、疏松的浅绿色颗粒。松散容重为1350kg／m^3。化学成分见表1。

新书《土壤的氧化还原过程及其研究法》介绍

中国科学院南京土壤研究所丁昌璞、徐仁扣等著的《土壤的氧化还原过程及其研究法》一书已于2011年11月由科学出版社出版。全书44．8万字，327页，每册定价68元，共分十三章，依次是：氧化还原状况；铵的氧化一硝化反应；硝酸盐的还原一反硝化反应；有机还原性物质；铁；锰；硫；砷的氧化还原反应；氧化锰与酚类化合物的氧化还原；铁、锰的有效性与氧化还原状况；稻根和钾与还原性物质的相互作用；氧化还原过程与土壤发生；氧化还原反应与环境污染。本书是国内目前该研究领域的第一部专著。