水热合成MnO2及其染料吸附性能的构效关系

以MnSO₄和(NH₄)₂S₂O₈为反应原料，采用水热法制备廉价低毒的MnO₂吸附剂。借助X射线粉末衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和静态吸附实验，探究材料的结构、形貌、吸附性能以及构效关系。结果表明，通过改变水热温度、反应时间，可以得到毛刺球状α、β、γ三种晶型MnO₂以及类球状和针状β-MnO₂。其中水热温度80℃、反应12h时得到的毛刺球状γ-MnO₂吸附亚甲基蓝（MB）效果最好，达到19.33mg/g。当水热温度在50～110℃反应12h以及水热温度为80℃反应4h、8h、24h，所得到的产品的形貌均为毛刺球状。晶型和形貌对MnO₂吸附MB能力均有影响。不同晶型的MnO₂毛刺球对MB吸附性能的影响为β＜α＜γ；不同形貌的β-MnO₂却对吸附效果影响较大，为针状＜类球状＜毛刺球形。随着MB溶液的pH从10.00减少到1.00时，毛刺球状γ-MnO₂对MB的吸附量呈上升趋势，吸附过程还伴随着化学反应，且吸附的过程符合Langmuir等温模型。本文将为MnO₂吸附染料的机制和构效关系研究提供依据。     

锰氧化物活化过硫酸盐降解有机污染物的研究进展

基于硫酸根自由基(SO_4~-·)的高级氧化技术是近年来迅速发展起来的一种水污染控制技术。非均相活化或硫酸盐诱导产生(SO_4~-·)具有高效、无二次污染等优势,其中锰氧化物是一类廉价、高效的过硫酸盐活化材料。综述了四类锰氧化物在活化过硫酸盐降解有机污染物的研究进展。     

高碳硅锰钢的动态力学性能

通过扫描电镜、霍普金森压杆和拉伸试验机等仪器研究了不同温度淬火高碳硅锰钢的组织、变形程度和动态力学性能。研究表明,随淬火温度提高,试验钢中残留碳化物数量减少,在880 ℃时,试验钢的残留碳化物全部溶解。动态力学试验后,880 ℃淬火试样因残留碳化物固溶,动态强度增幅较小,对应变速率不敏感,由均匀变形转为破碎。绝热剪切带内和远离绝热剪切带的区域均存在孔洞,远离剪切带区域的孔洞无序分布,且伴随有均匀分布的碳化物。靠近绝热剪切带区域的碳化物存在分布不均匀的情况,且绝热剪切带内部的孔洞沿着热量传播方向扩展,形成沿剪切带分布的裂纹。     

基于优化遗传算法改进的小波网络预测锰系磷化膜的耐蚀性

针对小波网络训练速率较慢、结构不易确定等问题,结合实验选取的因素(包括输入参数和输出结果),通过仿真确定了小波网络的结构为3-7-1。接着,利用优化遗传算法对小波网络进行改进,修正其初始权值和因子。通过仿真证实了改进的小波网络具备更强的寻优能力和更快的收敛速率。最后,利用改进的小波网络预测锰系磷化膜的耐蚀性。结果表明:改进的小波网络可以更好地拟合样本数据,能够进行较准确的预测。     

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Fe³⁺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。     

无硒氯化物体系电解金属锰消减氯气的实验研究

为了减少氯化物体系电解金属锰中氯气的溢出量,通过电化学测试及电解实验探究了阳极电流密度、锰离子以及氯化铵浓度对氯气溢出量的影响。阳极极化曲线测试表明,在氯化锰、氯化铵溶液中,阳极过程按电流密度分成两个区域:低电流区域,以Mn2+和Cl-的氧化为主要反应;高电流区域,以氧的析出反应为主要过程。电解实验证实上述结果,电流密度越高,氯气的溢出量越少;溶液中氯离子浓度越高,氯气的产生量也越多;纯氯化物体系电解金属锰在接近工业生产条件时,阳极过程难以完全抑制氯气的溢出,采用混合电解质为1 mol/L NH4Cl+0.5 mol/L(NH4)2SO4时,氯气溢出量低于检出限,无硒电解条件下,Mn沉积效率可达到72.81%。     

温度对生物净化滤柱中氨氮、铁、锰去除效果的影响

温度是生物净化滤柱运行的一个重要参数，采用生物净化滤柱处理模拟含氨氮、铁、锰地下水，考察水温从约25℃降到约6℃过程中氨氮、铁、锰的去除效果。结果表明，出水氨氮、总铁、锰的浓度分别低于0.15mg/L、0.1mg/L、0.05mg/L，均低于国家标准。出水总铁、锰均未受到水温下降的影响，但是出水氨氮浓度逐渐从约0.02mg/L升高到约0.12mg/L。进一步分析发现，铁主要在滤层的0~0.4m段去除，去除效果没有受到水温变化的影响。氨氮、锰主要在滤层的0~0.8m段去除，其沿程浓度均随水温降低而明显升高。氨氮、锰的生物去除符合一级动力学反应，水温为24.6℃、15.3℃、6.7℃时，两者的动力学常数k分别为0.154min^-1、0.186min^-1，0.143min^-1、0.175min^-1，0.103min^-1、0.163min^-1；半反应时间t_1/2分别为4.51min、3.72min，4.83min、3.96min，6.72min、4.24min。随着试验水温的降低，氨氮、锰的去除效果明显受到影响。     

电解锰渣制备微晶玻璃正交实验研究

将煅烧后的电解锰渣作为单一的实验原料,采用烧结法,制备微晶玻璃,通过正交实验对锰渣微晶玻璃的热处理方案及性能进行探讨。实验通过DSC、XRD、SEM等方法对样品的性能进行表征,并测试了样品的体积密度、抗弯强度等性能。结果显示:不同的热处理条件下的锰渣微晶玻璃的主晶相均为透辉石(含铁),次晶相为普通辉石相。在800℃/0.5 h+980℃/1 h的热处理条件下得到的锰渣微晶玻璃的综合性能最优,其抗弯强度为106.82 MPa;体积密度为2.68 g/cm^3;维氏硬度为4.43 GPa;耐酸度为0.71%;耐碱度为0.07%。此外,锰渣微晶玻璃用作建筑材料,有非常大的应用潜力。     

Electrodeposition of the manganese-doped nickel-phosphorus catalyst with enhanced hydrogen evolution reaction activity and durability

Hydrogen technology is widely considered a novel clean energy source, and electrolysis is an effective method for hydrogen evolution. Therefore, efficient hydrogen evolution reaction (HER) catalysts are urgently needed to replace precious metal catalysts and meet ecological and environmental protection standards. Herein, Ni–Mn–P electrocatalysts are synthesized using facile electrodeposition technology. The influence of the Mn addition on the catalytic behavior is studied by the comprehensive analysis of catalytic performance and morphology of the catalysts. Among them, the Ni–Mn–P0.01 catalyst exhibits small coral-like structures, greatly improving the adsorption and desorption of hydrogen ions and reducing the overpotential hydrogen evolution. Consequently, overpotential at 10 mA cm^?2 electric current density is 113 mV, and the value of the Tafel slope achieves 74 mV/dec. Furthermore, the Ni–Mn–P catalyst shows long-time (20 h) stability at current densities of 10 and 60 mA/cm². The results confirm that the synergistic effect of Ni, Mn, and P accelerates the electrochemical reaction. Meanwhile, the addition of manganese element can change the micromorphology of the catalyst, thereby exposing more active sites to participate in the reaction, enhancing water ionization, improving the catalytic performance. This study opens a new way toward improving the activity of the catalyst by adjusting Mn concentration during the electrodeposition process.