掺锰活性炭的制备及其电化学性能

分别采用催化法和物理法制得含锰氧化物的中孔活性炭(AC-Mn)和普通活性炭(AC),表征了活性炭的孔容、孔径分布、碘值和亚甲兰值等主要结构、性能指标,并对以这两种活性炭为原料制得的电极进行循环伏安、定电流充放电和交流阻抗测定。结果表明:AC-Mn的收率和碘值分别比AC降低了28.9%和12.4%,但亚甲兰吸附值提高了19.8%。AC-Mn的中孔率显著提高,其中3.4nm^4.2nm的中孔增长率最大。AC-Mn电极比电容达93.8F/g,比未负载金属Mn的AC电极高近140%,显示出相对较高的能量密度和良好的准电容特性。

泡沫镍负载MnO_2的制备及表征测试综合实验设计

介绍了一个物理化学综合实验的设计,采用简单的水热合成方法在泡沫镍表面原位沉积纳米MnO2形成电极材料,利用傅里叶红外技术、X射线衍射技术、比表面积测试、扫描电子显微镜及场发射扫描电镜对产物进行结构表征与形貌分析,通过循环伏安曲线和恒电流充放电测试评价了材料的电容性能。通过测试表明,MnO2在泡沫镍表面均匀分散,所得复合物在电流密度为5mA/cm2时放电比容量达到944.2F/g,同时表现出优异的循环稳定性。实验设计中制备路线简单可控,表征方法方便易得。该实验有利于加深学生对化学电源电极材料的结构与性能的了解,有益于培养学生的创新意识和提高其综合实验能力。

高品位低活性NMD的活化研究──Ⅰ焙烧条件的热力学分析与实验确定

论文报道了利用高品位低活性的天然二氧化锰（ＮＭＤ）制备锌锰电池用活化天然二氧化锰（ＡＮＭＤ）的研究结果。就制备过程的第一步骤ＮＭＤ焙烧转化ＭｎＯ２成Ｍｎ２Ｏ３的内容，首先从热力学分析焙烧转化的理论条件，然后用确定焙烧转化率的简单分析法研究焙烧温度和焙烧时间两因素对转化率的影响，从而确定将高品位低活性ＮＭＤ转变ＭｎＯ２成Ｍｎ２Ｏ３的焙烧条件。

高品位低活性NMD的活化研究———Ⅱ焙烧物酸处理条件的确定

研究了酸介质及酸浓度对酸溶液处理高品位低活性天然二氧化锰（ＮＭＤ）焙烧物制得的活化天然二氧化锰（ＡＮＭＤ）放电活性的影响．结果表明，ＨＣｌ和ＨＮＯ３溶液均不能用作焙烧物酸处理的介质，而Ｈ２ＳＯ４溶液则是理想的介质．用３ＭＨ２ＳＯ４溶液处理焙烧物可制得放电性能与ＥＭＤ相当的产品．本文还研究了两种提高ＡＮＭＤ密度的方法：晶种法和金属离子聚沉法．两种方法均能提高产品ＡＮＭＤ的密度，晶种法效果特别明显，而金属离子聚沉法则提出了一种制备可充掺杂二氧化锰的新方法．

高品位低活性NMD的活化研究──Ⅲ产品ANMD的物理化学性能

用锌离子吸附（ＺＩＡ）法、模拟电池放电实验、ＸＲＤ技术研究从高品位低活性天然二氧化锰（ＮＭＤ）制得的活化天然二氧化锰（ＡＮＭＤ）产品的比表面积、放电行为以及晶体结构等物理化学性能．实验结果表明，ＡＮＭＤ具有大的比表面积、高的放电活性，其晶型属于α－ＭｎＯ２．与ＮＭＤ相比，ＡＮＭＤ的比表面从ＮＭＤ的８．９ｍ２／ｇ提高到６０．１ｍ２／ｇ，放电容量在ＮＨ４Ｃｌ＋ＺｎＣｌ２介质中从ＮＭＤ的１４．０ｍＡ·ｈ提高到２３．２ｍＡ·ｈ，在ＫＯＨ介质中从ＮＭＤ的１６．０ｍＡ·ｈ提高到２９．１ｍＡ·ｈ．ＡＮＭＤ的放电性能接近电解二氧化锰（ＥＭＤ）的水平。

天然轻质二氧化锰直接活化制备活性二氧化锰

就我国部分锰矿资源具有量多 ,轻质的特点 ,再结合国内外生产活性二氧化锰 (AMD ,activatedmanganesedioxide)的方法对由天然轻质二氧化锰 (NLMD ,naturelightweightman ganesedioxide)活化制备活性二氧化锰的方法及研究重点等方面提出一些看法和建议。

用低品位NMD制备锌锰电池用ANMD的研究

结合纯化和活化方法，对一种具有代表性的低品位天然二氧化锰同时进行纯化和活化处理，使这种低品位、低活性的天然二氧化锰转变成高品位、高活性的活化天然二氧化锰．所制得的活化天然二氧化锰的ＭｎＯ＿２含量从天然二氧化锰的６６．１％提高到７６．４％；杂质铁含量从原来的４．Ｏ％降低至０．５％。用活化天然二氧化锰制成的模拟电池放电表明，放电性能与电解二氧化锰的放电性能相当．

活化天然二氧化锰的可充性研究

本文用循环伏安法研究了一种活化天然二氧化锰的可充电性,同时与相应的天然二氧化锰和电解二氧化锰进行了比较。在前十次循环中,活化天然二氧化锰的二电子放电容量从54.5％逐渐增加至63.8％,随后在实验的循环次数范围内,放电容量保持不变;电解二氧化锰在前十次循环中放电容量从72.5％逐渐下降至25.3％。与天然二氧化锰比较,活化天然二氧化锰的一些物理化学性能得到很大程度的改善而接近电解二氧化锰的水平。

酸处理对天然二氧化锰电性能的影响

用稀硫酸和盐酸处理天然二氧化锰制备活化二氧化锰。经XRD分析,确定了活化二氧化锰的晶型与天然二氧化锰相同,仍为β型,从等离子体光谱(ICP)分析得知二氧化锰和锰的含量增加。经恒电流放电和线性电位扫描测试,发现活化二氧化锰的电性能较天然二氧化锰有所改善,如开路电压提高50～70mV,工作电压提高10～20mV,放电容量增加47%～75%,而放电曲线形状相似。线性电位扫描曲线两者相似,但两个还原峰电位均比天然二氧化锰的峰电位要正些。这些性能的变化是与经酸处理后的活化二氧化锰提高了活性物质的含量与颗粒度小有关。实验还表明。

活化天然二氧化锰的放电性能

作者提出一种新的天然二氧化锰活化直接处理方法.本文对用新方法制备出的活化天然二氧化锰进行放电性能的研究.低二氧化锰含量(约66%)的天然二氧化锰样品,经活化处理后,29℃时的模拟电池的放电容量从原来的11.2mA·h提高至20.0mA·h;高二氧化锰含量(约81%)的天然样品,经活化处理后,11℃时的模拟电池的放电容量从原来的8.8mA·h提高到17.0mA·h.所提出的天然二氧化锰活化处理方法可以有效地提高天然二氧化锰的放电性能.

二氧化锰等酸点pH值的研究(Ⅱ)——MnO_2等酸点pH值与电化学活性

测定了几种天然锰(NMD)、电解锰(EMD)和化学锰(CMD)的等酸点pH值(pHeap);放电试验发现:pHeap低的MnO_2,电化学活性好,电池电压高,比能量大,大电流连续放电性能优越;pHeap高的MnO_2利用率低,这种差别在铵型电池中尤为显著;常用三种类型的MnO_2其pHeap NMD>EMD>CMD;利用pHeap的高低来判断相同类型MnO_2的活性,准确性和精密度都较高。

活化二氧化锰的研制

本文提出以EMD电解液,添加少量NaClO_3和含铝聚氯化物为介质的活化体系,并研制活化二氧化锰,且分析其工艺条件和电化学活性。

活性二氧化锰的电性能及应用

本文用化学分析、物理检验及干电池放电等方法研究了AMD的特性,试图阐述AMD的电化学行为及掺入少量EMD后的放电性能。

活性二氧化锰组分的研究

通过活性二氧化锰的制备方法和Ｘ射线衍射分析。

应制订新的天然锰标准

本文提出应修订我国现行的天然二氧化锰标准,以利指导开发低品位高活性的天然二氧化锰矿藏,充分利用有限资源。