Fe^(2+)/Mn^(2+)活化亚硫酸盐降解盐酸土霉素的机理研究

盐酸土霉素常被用于治疗畜禽疾病,但是它不能被畜禽完全代谢,残留的盐酸土霉素进入水体危害水环境的健康。铁锰作为常见的过渡金属,通常以二价态活化亚硫酸盐来降解有机污染物,反应条件温和、操作简单,但是单独的二价铁与二价锰氧化还原电势低,活化亚硫酸盐效果较差。本研究采用Fe^(2+)/Mn^(2+)共活化Na_(2)SO_(3)降解水中的盐酸土霉素,考察药剂用量、pH、溶解氧、氯离子、碳酸根及腐殖酸对Fe^(2+)/Mn^(2+)/Na_(2)SO_(3)体系降解盐酸土霉素的影响;通过焦磷酸盐实验、自由基淬灭实验和EPR实验分析Fe^(2+)/Mn^(2+)/Na_(2)SO_(3)体系中的活性物种;利用紫外可见光谱、傅里叶红外光谱、气相色谱-质谱联用仪识别盐酸土霉素的官能团及其降解中间产物的变化,推断盐酸土霉素的降解途径。结果表明:当Fe^(2+)/Mn^(2+)/Na_(2)SO_(3)浓度比为1∶4∶20(浓度分别为0.1、0.4和2 mmol/L)时,在反应45 min、pH为9.0条件下,盐酸土霉素的去除率和矿化率最高,分别达到94%和49%。随着溶解氧从9 mg/L下降至1.89 mg/L,盐酸土霉素去除率从94%下降至17%;氯离子、腐殖酸和碳酸根均对盐酸土霉素的降解产生抑制作用。Mn(Ⅲ)和SO_(4)·^(-)是降解盐酸土霉素的主要活性氧化剂,盐酸土霉素的降解经过电子转移、开环与酰基化等过程。

回火温度对2%Mn高强钢组织和性能的影响

高强度高塑性是先进高强钢发展的方向,本工作以2%Mn钢为研究对象,通过控制回火温度实现高强度高塑性最佳匹配,并采用SEM、TEM、XRD等技术分析影响2%Mn高强钢组织和力学性能的机制。结果表明:2%Mn高强钢经珠光体区等温退火后组织为铁素体、珠光体、低碳马氏体和残余奥氏体;随着回火温度升高,残余奥氏体体积分数由退火态的6.78%持续降低至425℃回火态的2.55%,回火温度继续升高,残余奥氏体体积分数基本不变,维持在稳定水平;随着回火温度升高,铁素体含量持续增加,位错密度、抗拉强度、屈服强度、硬度持续降低,延伸率先增加后降低;2%Mn钢经425℃回火后,铁素体平均板条宽度为95.1 nm,位错密度为2.6×10^(14)m^(-2),碳化物平均直径为13.9 nm,抗拉强度为1770 MPa,屈服强度为1450 MPa,伸长率为9.84%,强塑积达到最大值17.4 GPa·%。

Mn/TiO_(2)低温SCR催化剂钾中毒机理研究

Mn/TiO_(2)具有良好的低温NH3选择性催化还原NOx(SCR)的活性。烟气中存在的碱金属会从物理和化学上毒害催化剂导致Mn/TiO_(2)催化剂中毒失活。论文以暴露{101}面TiO_(2)为载体制备Mn/TiO_(2)催化剂,采用浸渍法制备K中毒催化剂,研究了Mn/TiO_(2)低温SCR催化剂钾中毒机理。实验发现,Mn/TiO_(2)催化剂脱硝效率随K中毒浓度增加而减少;新鲜Mn/TiO_(2)催化剂表面NH3-SCR反应由E-R和L-H机理共同控制;K吸附会导致催化剂比表面积降低,催化剂表面Mn4+、化学吸附氧比例降低,表面酸性位点数量减少,导致脱硝活性降低;同时K更易吸附在Mn顶位以及桥接O位附近,导致NO的吸附活化受到严重遏制,同时削弱NH3的吸附,使得L-H机理受到阻断,只能以E-R机理控制为主。

Fe-Mn/TiO_(2)的制备及其催化臭氧氧化双酚A的性能研究

采用浸渍法制备Fe-Mn/TiO_(2)双金属催化材料,以双酚A(BPA)为目标降解物,探究了Fe-Mn/TiO_(2)对其的降解效果及降解机制。结果表明,Fe-Mn/TiO_(2)催化臭氧氧化降解BPA的去除率相较于单独TiO_(2)处理提升了83.4%;Fe、Mn成功负载且催化剂孔洞较丰富;相较于TiO_(2),Fe-Mn/TiO_(2)中锐钛矿质量分数增加能产生更多的羟基自由基。同时,Fe、Mn在TiO_(2)表面能发生价态转化,可作为活性位点促进臭氧分解为·OH等活性物质,增强催化反应活性。

60Si2Mn钢表面激光熔覆铁基涂层的组织及耐磨性研究

目的提高60Si2Mn钢的表面耐磨损性能。方法采用同步送粉方式在60Si2Mn钢表面进行激光熔覆X1、X22种铁基粉末。通过金相显微镜、场发射扫描电镜和X射线衍射仪,观察和分析熔覆层的显微组织、化学元素分布及相组成,采用显微硬度仪、多功能摩擦磨损试验机进行硬度、耐磨损性能测试。结果2种熔覆层均无裂纹、气孔等缺陷,涂层内部存在大量树枝晶、等轴晶和少量沿基材表面生长的平面晶,其中X1熔覆层的顶部区域等轴晶数量较多,组织更细小均匀。2种熔覆层均由相同物相(α-Fe)固溶体组成,未出现明显的其他物相的衍射峰。基体60Si2Mn钢平均硬度约为300HV,X1熔覆层的硬度为950~1000HV,平均硬度为975HV。X2熔覆层的硬度为784~821HV,平均硬度为803HV。经过球-盘磨损试验后,X1、X2熔覆层以及基体的体积磨损率分别为1.32×10^(-4)、1.94×10^(-4)、3.29×10^(-4)mm^(3)/(N·m)。结论2种熔覆层的硬度和耐磨损性能均优于基体,其中X1熔覆层的平均硬度比X2熔覆层的高约21%,其体积磨损率最小,耐磨损性能更好。

50W800无取向硅钢中Al_(2)O_(3)和Al_(2)O_(3)-MnS夹杂物的腐蚀行为研究

采用无取向硅钢退火样进行原位腐蚀实验,对试样表面腐蚀形貌进行OM表征、SEM表征、EDS分析、拉曼光谱表征。结果表明,无取向硅钢的腐蚀源自夹杂物的局部腐蚀,其中包含金属氧化物夹杂Al_(2)O_(3)、金属氧硫化物夹杂Al_(2)O_(3)-MnS。无取向硅钢初期腐蚀时圆形锈斑内腐蚀产物主要为γ-FeOOH和α-Fe_(2)O_(3),且γ-FeOOH含量高于α-Fe_(2)O_(3)。随着腐蚀产物的颜色加深,α-Fe_(2)O_(3)含量逐渐增多。

羟基磷灰石的优化制备及其对Mn^(2+)的吸附性能

使用共沉淀法,在不同pH、Ca/P摩尔比、陈化时间条件下制备羟基磷灰石(HAP),并根据其对Mn^(2+)的吸附性能获得制备HAP的优化条件。在此基础上,通过静态试验,研究了优化制备的HAP在溶液pH、投加量、反应时间以及Mn^(2+)初始浓度的影响下对Mn^(2+)的吸附性能,并结合吸附动力学模型和吸附等温模型分析其吸附机理。结果表明,HAP的最佳制备条件为pH=10、摩尔比Ca/P=1.67、陈化时间24 h。当锰初始浓度5 mg/L、pH=7、HAP投加量1 g/L、反应时间360 min时,HAP对Mn^(2+)的吸附效果最好,其吸附量与去除率分别为4.97 mg/g和98.4%。HAP对Mn^(2+)的吸附更符合Freundlich等温线模型和准二级动力学模型,为多层化学吸附。

Na-W-Mn/SiO_(2)催化剂上不同含量WO_(4)活性位点在甲烷氧化偶联中的催化行为

甲烷氧化偶联(OCM)作为生产C_(2)(C_(2)H_(6)和C_(2)H_(4))的直接途径受到了广泛关注.在传统催化剂中,Mn/Na_(2)WO_(4)/SiO_(2)(Na-W-Mn/SiO_(2))类催化剂具有甲烷转化率高、C_(2)选择性高且在高温下也能保持相对高的稳定性等优点.本文利用硅钨酸作为前驱体,制备了一系列不同W载量的Na-nW-Mn/SiO_(2)催化剂,并进行了X射线粉末衍射、透射电子显微镜、氢气程序升温还原、氧气程序升温脱附和X射线光电子能谱表征以及甲烷氧化偶联活性的评价.研究发现,所有催化剂上的Na_(2)WO_(4)、Mn_(2)O_(3)和α-方英石晶相之间均存在较强的相互作用,并通过协同催化作用来提高催化剂的OCM性能.随着W载量的持续增加,以硅钨酸作为前驱体制备的催化剂表面的W物种一直保持以四面体WO_(4)的形式存在,而构效关系分析揭示了四面体WO_(4)是此系列催化剂上OCM反应的活性中心.具有高含量四面体WO_(4)的Na-10.0%W-Mn/SiO_(2)催化剂有较低的W^(6+)→W^(4+)还原温度和较高的表面晶格氧占比,这可能是其获得最佳甲烷转化率和C_(2)产率的主要原因.当温度为775℃时,Na-10.0%WMn/SiO_(2)催化剂上CH_(4)的转化率为44.2%,C_(2)的产率为24.1%,其中乙烯的产率为18.7%.

负载型新生态MnO_(2)氧化BPA的效能与机制

通过黏附于矿物载体气泡石表面的植物多酚单宁酸(TA)还原高锰酸钾(KMnO_(4)),制得了原位负载于气泡石表面的网络状多孔新生态MnO_(2),研究了其氧化去除水中内分泌干扰物双酚A(BPA)的性能和机制,考察了其在复杂水质条件下的抗干扰能力和稳定性.负载型网络状新生态MnO_(2)(S-MnO_(2))易分离,同时具有网络状多孔结构,展现出优异的BPA降解性能,50mL体系中,当S-MnO_(2)的投加量为4.0g(含7.08μmol MnO_(2))时,BPA在60min内的去除率达94%,与同剂量粉体MnO_(2)相比提升了4.5倍.机理研究表明S-MnO_(2)表面的Mn(Ⅲ)和Mn(IV)均参与了BPA的氧化去除,其中Mn(Ⅲ)是BPA快速去除的关键.S-MnO_(2)主要通过单电子氧化的方式除去BPA,因此对阴阳离子、天然有机质等水体背景成分有着较强的抗干扰能力,在复杂水质条件下仍可高效去除BPA.S-MnO_(2)具有一定的循环稳定性,且可通过KMnO_(4)氧化恢复活性,在新污染有机物治理方面展现出良好的应用前景.

Mn^(2+)促进Bacillus altitudinis LZP02生物膜形成

【目的】Bacillus altitudinis LZP02是一株水稻根际促生菌(PGPR),能定殖于水稻根部,形成生物膜,且Mn^(2+)对LZP02菌株生物膜形成具有促进作用,但调控机制尚不明确,旨在探究Mn^(2+)对LZP02菌株生物膜形成的促进机制。【方法】采用结晶紫染色法进行生物膜定量分析、蒽酮-硫酸法测定胞外多糖产量、扫描电镜(SEM)观察LZP02菌株在水稻根际定殖情况、转录组学测序技术分析差异表达基因(DEGs)。【结果】添加4 mmol/L Mn^(2+)和8 mmol/L Mn^(2+)显著提高了LZP02菌株的成膜能力和胞外多糖产量,扫描电镜发现4 mmol/L Mn^(2+)和8 mmol/L Mn^(2+)提高了LZP02菌株在水稻根际的定殖能力,随着Mn^(2+)浓度的增加,DEGs数量显著增多,其主要富集在芽孢形成、毒素代谢途径和双组分系统中。1 mmol/L Mn^(2+)和4 mmol/L Mn^(2+)处理组发现skf操纵子中基因的表达均上调。扫描电镜观察发现在1 mmol/L Mn^(2+)和4 mmol/L Mn^(2+)处理组中LZP02菌体存在损伤。4 mmol/L Mn^(2+)处理组双组分系统中KinE和Spo0A基因均显著上调。【结论】Mn^(2+)通过“嗜食同类”和双组分系统中KinE基因激活Spo0A~P提高了菌株LZP02的成膜能力。

Mn^(2+)掺杂对YAG∶Ce^(3+)荧光陶瓷发光性能的影响

过渡族金属Mn^(2+)掺杂的石榴石荧光陶瓷被认为是实现高显色激光照明的候选材料。然而,由于Mn^(2+)在不同配位环境下离子半径的多样性,Mn^(2+)掺杂石榴石陶瓷体系设计方案尚不明确。本文采用真空烧结技术制备得到不同浓度Mn^(2+)掺杂的YAG∶Ce^(3+)荧光陶瓷,并将Mn^(2+)分别设计进入八面体(OC)和十二面体(DO)格位。通过表征样品物相和显微结构、光致发光、荧光寿命、量子效率等,并通过LD激光器激发对荧光陶瓷的发光性能进行研究。实验结果表明,在添加电荷与体积补偿剂SiO_(2)的前提下,相比Mn^(2+)进入十二面体格位,Mn^(2+)进入八面体后石榴石的晶体结构更加稳定。因此,当Mn^(2+)的浓度控制在0.5%^(6)%(at)范围内,OC系列样品的量子效率高于DO系列样品。此外,OC系列样品的PL谱中位于588 nm和725 nm处的发射峰分别对应于Mn^(2+)占据八面体和十二面体格位的^(4)T_(1)→^(6)A_(1)电子跃迁,而DO系列样品中位于572 nm处的发射峰则源于Mn^(2+)占据扭曲的十二面体格位产生的电子跃迁。得益于Ce^(3+)→Mn^(2+)间高效的能量传递,将浓度为6%(at)的Mn^(2+)设计进入YAG∶Ce^(3+)中八面体格位制得荧光陶瓷,封装得到的激光白光光源的显色指数为70.8,相对色温为5117 K。本文对于Mn^(2+)掺杂的石榴石发光材料的开发研究是有力补充,也为提升YAG∶Ce^(3+)荧光陶瓷光谱中的红光成分,进而提高医疗、显示等领域的激光光源的显色性能提供借鉴。

V、Nb和Mn掺杂α-Bi_(2)O_(3)的光电性质研究

氧化铋(Bi_(2)O_(3))作为光催化剂,在废水处理方面拥有良好的发展前景。基于密度泛函理论的第一性原理计算,分析了钒(V)、铌(Nb)以及锰(Mn)掺杂Bi_(2)O_(3)的电子结构和光学性质。根据计算结果,半导体在离子掺杂后其禁带宽度明显缩小,此外在费米能级附近产生新的杂质能级,电子跃迁所需能量减少,导电性增加;光学性质表明掺杂体系吸收边发生红移,增强了可见光的吸收范围,为Bi_(2)O_(3)在光催化领域的应用提供了理论基础。

Mn^(2+)掺杂准二维钙钛矿的制备及发光性能调控

准二维(Q-2D)卤化铅钙钛矿由于兼具二维(2D)钙钛矿的高稳定性和三维(3D)钙钛矿的高光吸收效率引起了人们的广泛关注。然而,Q-2D卤化铅钙钛矿发光效率通常较低且具有铅毒性。本文使用简单的室温反溶剂法制备了Mn^(2+)掺杂Q-2D卤化铅钙钛矿材料PEA2MAPb2Br7∶Mn(PEA:苯乙胺;MA:甲胺)。在365 nm紫外光激发下,Mn^(2+)掺杂Q-2D钙钛矿呈现明亮的橙色发射。发光光谱展现了弱的激子发光峰和位于610 nm的强橙色发射光,归属于Mn^(2+)的特征发射峰。光致发光量子产率(PLQY)从Mn^(2+)掺杂前的1.49%提高到50.25%,提高的原因是Mn^(2+)掺杂抑制了3D钙钛矿的生长,从而提高了2D相比例;由于2D结构具有显著的量子限域效应,导致电子态和空穴态的能级密度增加,从而有效提高了宿主和Mn^(2+)之间的能量传输效率。本工作探索了离子掺杂调控Q-2D物相结构及能量传递策略,为波长可调、高发光效率的卤化物钙钛矿研究提供了借鉴。

Discovering Cathodic Biocompatibility for Aqueous Zn–MnO_(2) Battery:An Integrating Biomass Carbon Strategy

Developing high-performance aqueous Zn-ion batteries from sustainable biomass becomes increasingly vital for large-scale energy storage in the foreseeable future.Therefore,γ-MnO_(2) uniformly loaded on N-doped carbon derived from grapefruit peel is successfully fabricated in this work,and particularly the composite cathode with carbon carrier quality percentage of 20 wt%delivers the specific capacity of 391.2 mAh g^(−1)at 0.1 A g^(−1),outstanding cyclic stability of 92.17%after 3000 cycles at 5 A g^(−1),and remarkable energy density of 553.12 Wh kg^(−1) together with superior coulombic efficiency of~100%.Additionally,the cathodic biosafety is further explored specifically through in vitro cell toxicity experiments,which verifies its tremendous potential in the application of clinical medicine.Besides,Zinc ion energy storage mechanism of the cathode is mainly discussed from the aspects of Jahn–Teller effect and Mn domains distribution combined with theoretical analysis and experimental data.Thus,a novel perspective of the conversion from biomass waste to biocompatible Mn-based cathode is successfully developed.

20Mn2钢链条断裂原因分析

某厂20Mn2钢链条在使用中断裂。为找出链条断裂的原因,检测了断裂链条的化学成分、硬度、显微组织和断口形貌。结果表明:链条表面脱碳严重,导致表面疲劳强度和硬度下降;心部有大量铁素体和氧化物夹杂,导致其力学性能降低。是这两个因素导致链条在使用中断裂。

TC2钛合金中Mn元素挥发规律的分析研究

本文研究了TC2钛合金经过一次真空自耗熔炼和二次真空自耗熔炼后,成分中易挥发元素Mn的挥发规律。对铸锭外圆不同部位和二次锭头、尾横截面部位的Mn元素挥发程度进行了试验和检测分析,结果表明:经过一次真空自耗熔炼后铸锭局部Mn元素的挥发损耗为6%;经过二次真空自耗熔炼后Mn元素的挥发损耗为40%~50%;尾部横截面上Mn的分布均匀性更差。

Mn对铸态及均匀化态6082铝合金组织的影响

采用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、差示扫描量热法(DSC)和电导率测试仪等研究了Mn含量分别为0.7 mass%和0.5 mass%(分别命名为07Mn合金和05Mn合金)的6082铝合金铸态、均匀化态组织及析出行为。结果表明:铸态07Mn合金组织中形成了更粗大的鱼骨状结晶相,均匀化退火后,晶界处难溶结晶相转化为了微米级α-Al(Mn, Fe)Si相,并在晶内析出了纳米级的α-Al(Mn, Fe)Si相。07Mn合金中α-Al(Mn, Fe)Si相的析出激活能更低,从而析出了数量更多、尺寸更小的α-Al(Mn, Fe)Si相。通过电导率计算,确认了Mn元素会促进合金中α-Al(Mn, Fe)Si相的形核。

NaZH复合材料的制备及其对Mn^(2+)的吸附性能

制备3%NaCl改性沸石负载羟基磷灰石复合材料(NaZH),采用摇瓶试验研究pH、材料投加量、Mn^(2+)初始浓度和反应时间对NaZH吸附Mn^(2+)效果的影响,并通过吸附动力学模型和吸附等温模型初步分析吸附机理。此外,应用SEM-EDS、BET、FTIR和XPS等表征手段进一步探究NaZH的材料性质及反应机理。结果表明,Mn^(2+)溶液pH=7、初始浓度5 mg/L、NaZH投加量2 g/L和反应时间240 min为最佳吸附条件,此时Mn^(2+)去除率和吸附量分别为99.25%和2.58 mg/g。吸附过程符合Freundlich模型和准二级动力学模型,为多层化学吸附。表征结果显示,NaZH是羟基磷灰石包裹在沸石表面的复合材料,粗糙多孔,官能团丰富。NaZH主要以溶解-沉淀、离子交换和表面络合三种形式吸附Mn^(2+)。

含硫气氛中Ce改性Cu-Mn/Al_(2)O_(3)低温催化氧化CO性能研究

为了解决Cu-Mn催化剂在含硫气氛中催化氧化CO时快速失活的问题,以Cu-Mn为活性组分、Ce改性的γ-Al_(2)O_(3)为载体制备了Ce改性Cu-Mn/Al_(2)O_(3)催化剂,并采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、N2吸附-脱附测试(BET)、氢气程序升温还原(H_(2)-TPR)、X射线光电子能谱(XPS)对其进行了表征,结果表明:CeO_(2)的加入提高了活性组分的分散度,降低了Cu-Mn/Al_(2)O_(3)催化剂的还原温度,增加了Cu^(2+)、Mn^(3+)及氧空位的含量。测试了Ce改性Cu-Mn/Al_(2)O_(3)催化剂的CO催化氧化活性及抗硫中毒性能,发现Ce的加入可以提高催化剂的CO催化氧化性能,采用浸渍法改性(Ce)/Al_(2)O_(3)载体(Ce负载量为2%)制备的催化剂(10Cu_(1)Mn_(2)/2(Ce)/Al_(2)O_(3))的催化性能较高,可以在130℃下实现CO完全氧化;添加Ce后催化剂的抗硫中毒性能有一定提升,在160℃下通入SO_(2)后5 h,催化剂10Cu_(1)Mn_(2)/2(Ce)/Al_(2)O_(3)能够维持57%左右的CO转化率,在300℃下测试25 h该催化剂的活性没有下降。

60Si2Mn弹簧钢盘条拉拔裂纹原因分析

针对60Si2Mn弹簧钢盘条在拉拔、淬火后出现的表面裂纹,通过对缺陷钢丝进行取样分析,确认为连铸坯缺陷导致,进而检查铸坯发现铸坯存在角部裂纹与之相对应。对铸坯角裂产生的原因进行分析,并提出了有效的控制措施,最终消除了铸坯角部裂纹缺陷。