掺杂型纳米MnO_2/Al_2O_3催化剂的制备及催化臭氧化处理驱油污水二级出水

以Al2O3为载体,制备了掺杂型纳米Mn O2/Al2O3催化剂,考查了最佳制备条件;研究了臭氧催化氧化法处理驱油废水二级生化处理出水的效果及其影响因素。结果表明,制备的纳米Mn O2催化剂的XRD谱图中可以明显看到α-Mn O2的衍射峰;动态光散射仪（DLS）分析表明纳米Mn O2的粒度主要分布在80~180 nm之间,从XRD、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）表征可知。α-Mn O2主要呈球形,其直径在25~50 nm之间;催化剂的比表面积达到157.48 m2·g-1。催化剂的最佳焙烧温度和焙烧时间分别为550℃和4 h;活性组分含量为6%时,Mn O2/Al2O3催化剂的催化活性最强.当进水COD为100~120 mg·L-1、Mn O2/Al2O3催化剂的投量为70 mg·L-1、臭氧投量为240 mg·h-1,催化臭氧氧化30 min时,有机物的去除率达到55%以上,出水COD指标满足《污水综合排放标准》一级A标准。·OH氧化在臭氧催化氧化降解有机污染物体系中起主导作用,其平均产生速率为30.84μmmol·L-1·min-1。制备的掺杂型纳米Mn O2/Al2O3催化剂具有制备方法简单、催化效率高、使用寿命长、二次污染小等优点。

MnO_2对硅酸三钙晶粒尺寸及晶型的影响

以Ca(OH)2,SiO2化学纯为原料,分别掺入不同质量分数的MnO2,制备了不同晶型的硅酸三钙(C3S),运用相图,XRD(X射线衍射),IR(红外光谱)及MDI jade5.0软件研究MnO2对C3S晶粒尺寸和晶型转变过程的影响.结果表明:MnO2的掺杂降低了C2S及液相的形成温度,进而促使C3S生成.经MnO2掺杂后,C3S晶型转变和晶粒成长均受到影响.随着MnO2掺量的增大,CaO-SiO2二元体系中C3S成核速率大于长大速率,导致C3S晶粒尺寸依次减小.同时,由晶面指数和IR分析发现,C3S晶型逐步由TⅢ型向R型转换,当w(MnO2)<3.0%时,易稳定M型C3S存在,当w(MnO2)≥3.0%时,可稳定R型C3S存在.

MnO_2-r-GO修饰阴极对沉积型微生物燃料电池(MFC)产电性能的影响

考察了MnO2-石墨烯(r-GO)修饰阴极对沉积型微生物燃料电池(SMFC)的产电性能和体系有机质去除率的影响.实验结果表明,采用MnO2和r-GO对SMFC阴极进行复合修饰,运行稳定后,MnO2-r-GO修饰阴极体系与空白阴极体系相比,最高产电电压从65.2 mV增大到325.7 mV;最大功率密度由0.28 mW.m-2增大到17.4 mW.m-2,并且体系的内阻由1157Ω显著降低到159Ω;空白阴极体系和MnO2-r-GO修饰阴极体系的COD去除率和氨氮(NH4+-N)去除率分别由25.8%和27.3%增大到37.0%和32.7%.

反应温度对水热合成法制备MnO2的晶型、形貌及超级电容性能的影响研究

以硫酸锰为锰源、过硫酸铵为氧化剂,分别在100℃、120℃、140℃、160℃和180℃的反应温度下,通过水热合成法制备了5个MnO2产物。XRD、SEM及超级电容性能测试结果表明,反应温度直接影响MnO2产物的晶型、形貌与超级电容性能。当反应温度在100~120℃范围内时,制得的MnO2产物(S1和S2)呈球状聚集体形貌,晶型结构为α+γ;当反应温度在140~180℃范围内时,制得了呈棒状形貌的α+β型MnO2产物(S3、S4和S5),且产物平均直径随反应温度的升高而逐渐增大(0.18~0.51μm),α晶型含量随反应温度的升高而逐渐降低(77.8%~57.5%)。棒状形貌产物(S3、S4和S5)较具有球状聚集体形貌的产物(S1和S2)表现出更高的比电容值、库伦效率和比电容保持率;在棒状形貌产物中,棒状体直径最小、α晶型含量最高的S3产物表现出最优的超级电容性能。

大连化物所开发出基于Mn^2+/MnO2可逆双电子溶解-沉积型反应的锌锰液流电池

近日,中科院大连化物所储能技术研究部李先锋研究员、张华民研究员团队开发出了一种基于双电子转移,沉积-溶解型反应的锰基正极电对;并将上述电对应用于中性锌锰液流电池当中,大幅提高了电池的可靠性。该工作为开发新一代二次锰基电池提供了新思路。

BaO、ZrO_2对Al_2O_3热稳定性及其负载型催化剂反应活性的影响

用初湿浸渍法分别制备了BaO-Al2O3、ZrO2-Al2O3复合载体及MnOx/BaO-Al2O3、MnOx/ZrO2-Al2O3系列催化剂,考察了BaO、ZrO2对Al2O3热稳定性的影响及催化剂对甲烷燃烧的活性.结果表明:加入BaO、ZrO2提高了Al2O3的热稳定性,MnOx/BaO-Al2O3、MnOx/ZrO2-Al2O3对甲烷燃烧的催化活性明显高于MnOx/Al2O3.

(La_(1-x)Tb_x)_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3薄膜的巨磁电阻效应

利用脉冲激光沉积法制备了 ( La1- x Tbx) 2 /3Sr1/3Mn O3系列薄膜样品。在 77～30 0 K的温度范围内 ,对样品的微观结构、磁化强度、电阻率和巨磁电阻效应等物理性质进行了系统研究。随着 Tb含量 x的增大 ,铁磁 -顺磁转变温度随之下降 ,在 x =0 .33样品中 ,最大磁化场 μ0 H =1 .2 T时 ,观察到了 34%的巨磁电阻。本文对其机理进行了研究和讨论。

以电解MnO_2超细粉为锰源制备高倍率LiMn_2O_4材料

采用高温固相反应将电解MnO_2超细粉制备成粒度较大、结晶度较高的Mn_3O_4,再以其为锰源成功合成了LiMn_2O_4锂离子电池正极材料。采用X射线粉末衍射仪、扫描电镜、激光粒度分析仪、振实密度测试仪、比表面积测试仪及电化学充放电测试仪分别对合成材料的结构、形貌、粒度分布、振实密度、比表面积及电化学性能进行了表征测试。结果表明,合成的LiMn_2O_4材料晶体结构完整,为立方尖晶石结构,中粒度D(50)为8.88μm,振实密度为1.75 g/cm^3;在3.0~4.2 V(vs.Li/Li^+)充放电电压范围内,0.2 C(1 C=120 mA/g)首次放电比容量为121.5 mAh/g,100周循环容量保持率为90.8%,5 C放电比容量为0.2 C的76.8%,表现出优良的循环稳定性和倍率性能。

不同锰源合成尖晶石型LixMn2O4及其性能

以自制γ-MnO2(SPDM)和电解二氧化锰(EDM)为原料，采用流变相法合成了尖晶石型锂锰氧材料。应用XRD，SEM，TG和DSC等手段研究了原材料性质和配比等因素对合成尖晶石型锂锰氧的结构、粒径、比表面积以及充、放电性能的影响。结果表明，采用流变相法在700～760℃下，反应12h即可得到均相、无杂质、锰平均氧化价态接近3．5的LixMn2O4正极材料；

ZrO_2固体电解质用于铝电解的初步研究

本文对YSZ型析氧阳极应用于铝电解进行了初步研究,讨论了导电引出方式,密封性以及均匀电场对电解体系的影响,并且对YSZ型析氧阳极的可行性进行了验证。结果表明:YSZ型析氧阳极用于铝电解是可行的;使用镍铬丝和纳米级La0.7Sr0.3MnO3粉末的导电引出方式是合理的;密封性以及均匀电场对电解体系的稳定性十分重要。

锰型离子交换剂的合成及对K^+的离子交换动力学研究

用高锰酸钾和硫酸锰合成出隐钾锰型水合二氧化锰(CRYMO)前躯体,对前躯体酸改性制得隐钾锰型水合二氧化锰,并对其进行了粉末X射线衍射分析,测定了其对K+的饱和交换容量和25℃时对0.1 mol.L-1K+的离子交换动力学。结果表明,制备CRYMO交换剂的较佳条件为KMnO40.5 mol.L-1,MnSO42.0 mol.L-1,n(KMnO4)∶n(MnSO4)=1∶2,反应温度75℃,酸浸时硝酸浓度5 mol.L-1。其晶体结构为α-MnO2。每克交换剂CRYMO对K+的饱和交换容量达到181.5 mg。用几种不同的吸附模型关联交换剂CRYMO对0.1 mol.L-1K+的离子交换动力学数据,得出适宜的动力学模型Bangham模型,交换剂对K+的离子交换动力学方程是lgQ=-0.892 23+0.627 47lgt(25℃)。

三维海胆状二氧化锰微球对电催化氧还原反应的晶型效应

采用水热法和高温煅烧法制备出了3种纯相(α,γ和β)的三维海胆状结构的MnO2微球,并系统地研究了它们的氧还原反应(ORR)性能。研究结果表明,3种MnO2微球的ORR活性依次为:α-MnO2>γ-MnO2>β-MnO2。α-MnO2微球具有最优的ORR性能,其起始电位为0.92 V(vs RHE),在电流密度为-3 mA·cm^-2处的电位为0.77 V(vs RHE)。α-MnO2微球优异的ORR活性主要归因于其具有更多的表面Mn3+和氧空位和更好的导电性。

不同晶型和形貌MnO_2纳米材料的可控制备

以KMnO4为锰源,采用水热技术在180℃条件下于不同种类酸溶液中可控制备了α-,β-,δ-MnO2,系统研究了K+,H+及阴离子对制备产物MnO2晶型和形貌的影响.研究结果表明,K+与H+在反应体系中对于制备产物晶相的生成形成竞争性影响,其量的大小对制备产物晶型具有控制作用,高浓度K+离子有助于生成α-MnO2,而高浓度的H+有利于生成β-MnO2;阴离子的种类和浓度对制备产物MnO2的晶型和形貌无显著影响.在对制备产物进行XRD,SEM和元素分析的基础上,提出了不同晶型和形貌MnO2的可能形成机理.

钠离子电池隧道型氧化物正极材料研究进展

钠离子电池(SIBs)凭借其资源循环性和成本优势表现出强大的商业化应用前景。钠离子电池正极材料中的隧道型氧化物具有独特的三维隧道结构,使得Na^(+)在充放电过程中能够更加灵敏地脱出和嵌入,这种隧道型氧化物具有优异的循环稳定性,可以充分发挥材料的电化学性能,因而得到广泛关注。本文针对钠离子电池隧道型氧化物正极材料的制备方法及应用进行阐述,并对隧道型氧化物正极材料的掺杂和包覆改性进行介绍,总结了隧道型氧化物正极材料的优缺点,并针对隧道型氧化物的不足提出建议,对未来的研发方向做出展望。

MnO_2制备尖晶石LiMn_2O_4及其电化学性能研究

前驱体Mn O_2的性质对产物锰酸锂性能影响显著。采用液相沉淀法制备不同性质birnessite型层状Mn O_2,研究发现,以中性条件制得的Mn O_2为前驱体,最终产物中存在Mn O_2杂相且无表面碳包覆,而以酸性条件制得的Mn O_2为前驱体可以得到碳包覆的纯相尖晶石Li Mn_2O_4。后者在0.2 C的充放电倍率下,首次放电比容量为129.7 m Ah/g,远高于前者的58.5 m Ah/g;在30 C的大倍率下,容量高达117.8 m Ah/g,经1500次循环后容量保持率约为92%。因此,将液相沉淀法条件优化为酸性得到的Li Mn_2O_4产物表现出优异的大倍率性能和循环稳定性,具有市场应用前景。

水热法仿生合成纳米二氧化锰及其形貌调控

以高锰酸钾为锰源,甘氨酸为模板在硝酸体系中仿生合成纳米二氧化锰。利用SEM、XRD、N2吸附脱附对制得样品进行表征,通过改变反应温度和时间对样品的晶型晶貌进行定向调控。结果表明,在反应时间1h,温度为70℃得到了片状花球-MnO2、90℃得到棒状-MnO2;而在70℃下反应8h则制得针花状-MnO2,通过实验分析得出纳米二氧化锰微观晶貌和晶型的演变规律。

西沙海槽表层沉积物地球化学特征及其地质意义

对西沙海槽区50个表层沉积物的常微量元素进行了地球化学及沉积环境特征研究。西沙海槽区表层沉积物具有SiO2、TiO2含量低和CaO含量高的特征;除了MnO外,各组分的变异系数均较小,元素的分布差异较小,元素分异不明显。常量组分对比表明研究区兼具浅海及深海沉积的特点,为由浅海向深海过渡的半深海沉积环境。富集因子分析表明,从槽坡至槽底富集因子变化不大,略呈增加趋势,Cu、Co、Ni、Pb、Zn、Ba、Mn的富集因子都大于1,表明这些元素除了陆源之外还有其他的来源。海槽区沉积物的化学组分及其来源是复杂多样的,其中包括陆源组分、生物源、火山碎屑等,但陆源碎屑和黏土组分以及碳酸盐型的生物碎屑组分是控制研究区沉积物化学成分的最主要因素。

锰基化合物在化学电源中的优势与潜力(Ⅰ)

当前化学电源中的正极材料,大都使用过渡元素氧化物或其衍生物,与它们相比,锰基材料更具优势。在化学电源中应用最广的锰基材料是MnO2,可用于碳锌电池、碱锰电池、锂锰电池及可充碱锰电池等。各类晶型MnO2的结构研究透彻,它们可以互相转变,并可制备Li-Mn-O化合物,如尖晶石型LiMn2O4、层状结构的LiMnO2以及层状-层状复合物。Mn基材料用于动力锂离子电池的优势是资源丰富、价格低廉、无毒及对环境友好,作为动力电池材料的安全性能好。与Li-CoO2相比,优势明显。

MnO2催化剂中毒现象的探究

过氧化氢制取氧气时常用MnO2来做催化剂，在日常实验中发现多次重复使用的MnO2出现了催化剂中毒的现象。经过一番实验探究，发现是由于MnO2的晶型改变造成了催化能力的下降，当用稀硫酸加热回流回收MnO2之后，可以恢复其催化能力。

纳米二氧化锰形貌调控的研究进展

具有过渡金属氧化物基本性质的纳米MnO_2因其晶型多样,形貌结构丰富,从而在吸附、催化、电化学、医药学等领域表现出了优良的物理化学性能。因此调控特定的晶型和形貌是改进纳米MnO_2材料的技术关键。本文介绍了近年来纳米MnO_2形貌的调控手段,并对其制备方法的发展进行了研究和讨论。