碳纳米管负载无定形MnO2活化过一硫酸盐降解苯酚研究

采用共沉淀法合成了无定形MnO₂@c-CNTs复合材料,研究了其活化过一硫酸盐(PMS)降解苯酚的性能。通过SEM、XRD对不同材料的微观形貌、晶体结构进行了表征,复合材料由无定形MnO₂包覆于羧基化多壁碳纳米管(MWCNTs-COOH,简称c-CNTs)上组成,仍保持了羧基化多壁碳纳米管的相互交织缠绕管状结构,相比单独无定形MnO₂催化活性提升明显。研究了不同反应条件下苯酚降解率的变化,结果表明：在苯酚初始浓度10 mg/L时,降解率随催化剂投加量和PMS投加量增加而升高,在中性和酸性条件下降解效果较好,碱性条件下有小幅下降。在催化剂投加量0.14 g/L,PMS浓度0.6 mmol/L,温度25℃,中性条件下,苯酚降解率可达96.7%。无定形MnO₂@c-CNTs/PMS体系中参与反应的主要活性物种为¹O₂和·O₂^-,以¹O₂为主导。     

铁酸钴活化过一硫酸盐处理高盐废水中罗丹明B的研究

采用溶胶-凝胶法制备了催化剂铁酸钴（CoFe₂O₄）纳米材料,借助扫描电子显微镜（SEM）和 X 射线衍射仪（XRD）对催化剂进行了表征。配制了质量浓度 10 g/L 硫酸钠,50 mg/L 的罗丹明模拟废水,开展了铁酸钴活化 PMS降解高盐废水中罗丹明 B（RhB）的实验。对比了单独投加 PMS、CoFe₂O₄和同时投加 PMS/CoFe₂O₄对 RhB 的降解效果,探究了 PMS投加量、CoFe₂O₄投加量、初始 pH、硫酸钠含量等因素对过一硫酸盐/铁酸钴（PMS/CoFe₂O₄）体系降解RhB 效果的影响。结果表明,PMS/CoFe₂O₄体系降解高盐废水中 RhB 效果显著;硫酸钠的存在对 RhB 的降解过程有一定的抑制作用;在PMS投加量0.8 mmol/L、CoFe₂O₄投...     

Mn3O4-MnOOH复合材料催化过硫酸氢钾降解罗丹明B

在碱性条件下，使用H₂O₂部分氧化Mn(OH)₂制备了Mn₃O₄-MnOOH复合材料，并将其作为过硫酸氢钾活化剂用于催化氧化降解水中难降解染料罗丹明B。采用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等多种手段表征了材料的物理化学性质，确定了其为内部Mn₃O₄、外部MnOOH的二元纳米片状核壳式结构。通过考察不同催化体系下罗丹明B的降解效果可得Mn₃O₄-MnOOH复合材料具有比单一锰氧化物更好的催化效能。在此基础上，进一步考察溶液初始pH、催化剂投加量、KHSO₅投加量、污染物浓度等因素对染料降解的影响，确定了适宜的反应条件，即pH为4，催化剂投加质量浓度为0.1 g/L,KHSO₅投加浓度为0.325 0 mmol/L，污染物初始质量浓度为50 mg/L，该条件下，反应30 min后，罗丹明B去除率...     

盐助溶液燃烧法制备MnFe2O4催化过一硫酸盐降解双酚A

采用盐助溶液燃烧法制备磁性铁酸锰（MnFe₂O₄）,催化过一硫酸氢盐（PMS）氧化降解水溶液中的双酚A。通过XRD、BET等手段对制备的铁酸锰催化剂进行了表征。探究了MnFe₂O₄投加量、PMS投加量、溶液初始pH、淬灭剂、共存离子等因素对双酚A降解效果的影响,评估了MnFe₂O₄催化剂的循环利用性能。结果表明,MnFe₂O₄和PMS的最合理投加量分别为 0.3 g/L、0.3 mmol/L,初始pH为11.0时双酚A降解效果最好,60 min内的降解率可达99.3%。淬灭实验表明,催化体系中同时存在多种活性物质,¹O₂是主要活性物种。溶液中Cl^-、HCO₃^-和HPO₄^2-等共存离子的存在影响双酚A的降解。双酚A在60 min内的TOC去除率为34.9%,苯环断裂和开环反应是其主要降解路径。MnFe₂O₄催化剂循环使用三次后,双酚A的降解率仍保持在90.0%左右。     

锰氧化物的合成及在锂离子电池中的应用进展

能源是限制人类发展的重要因素,近年来随着新能源的发展,人们对于储能设备的要求也越来越高,其中,锂离子电池被认为是最具有发展前途的储能设备之一。目前,商用锂离子电池的负极材料以石墨为主,石墨虽然具有良好的导电性,但理论容量较低,已逐渐无法满足高能设备的大容量需求。过渡金属锰氧化物由于储量丰富、氧化形态多样、结构多元、理论比容量高、环境友好等特点,被认为是锂离子电池理想的替代负极材料之一。本文详细介绍了近年来4种锰氧化物（MnO、Mn₂O₃、Mn₃O₄和MnO₂）分别在纳米化和复合结构构筑两方面的材料设计及合成,总结比较了4种锰氧化物用作锂离子电池负极材料的性能,展望了锰氧化物在锂离子电池负极材料领域的发展前景和方向。     

不同氧化锰载体对费托钴基催化剂合成低碳烯烃的影响

制备不同的Co/MnO_x (Co/MnO、Co/MnO₂、Co/Mn₂O₃、Co/Mn₃O₄) 催化剂,并利用XRD、SEM、TEM、BET、TPR、DRIFTS、XPS表征手段分析催化剂的理化性质,比较不同氧化锰载体对催化性能的影响,考察催化剂对低碳烯烃(C₂⁼～C₄⁼)的选择性影响。结果表明催化剂Co/MnO和Co/Mn₃O₄更容易还原,并且CO的吸附量较大,有利于实现较高的CO转化率;Co/Mn₂O₃和Co/Mn₃O₄中CO桥式吸附更高,有利于生成更多的-CH₂-物种。综合考虑催化剂的活性和C₂⁼～C₄⁼选择性,Co/Mn₃O₄的费托合成(FTS)性能最好,其中C₂⁼～C₄⁼选择性为50.91%,烯烷比(O/P)为3.40。     

高活性Mn2CoO4活化PMS降解罗丹明B性能研究

通过共沉淀法制备了新型双金属混合氧化物催化剂Mn₂CoO₄。通过X-射线衍射分析、电镜-能谱分析等方法对该催化剂进行表征分析。将其用于活化过一硫酸盐(PMS)降解罗丹明B(RhB),结果表明,当Mn₂CoO₄投加量为0.25 g/L,PMS投加量为0.5 mmol/L时,反应15 min后RhB去除效率最高,去除率为99.13%,一级反应速率常数高达0.343 9 min^-1且可重复利用性能优异。淬灭实验结果表明,硫酸根自由基(SO^-₄·)在降解过程中起主要作用,羟基自由基(·OH)只有很微弱的作用,超氧自由基(·O^-₂)不参与反应。     

铁酸钴复合碳纳米管活化过硫酸盐降解铬黑T的性能及机理

采用水热法制备了不同质量比铁酸钴/碳纳米管(CoFe₂O₄/CNT)复合材料，并将其用于活化过一硫酸盐(PMS)降解偶氮染料铬黑T(EBT)。使用扫描电镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪等方法进行了表征。结果表明，引入CNT改善了CoFe₂O₄团聚现象，同时CNT加速CoFe₂O₄表面电子转移过程进一步提高了CoFe₂O₄催化活性。质量比为4∶1的CoFe₂O₄/CNT表现出最高催化活性，CoFe₂O₄/CNT-4∶1+PMS降解EBT过程符合准一级动力学模型，其反应速率常数是CoFe₂O₄+PMS体系的2.02倍。单因素条件实验得出在CoFe₂O₄/CNT-4∶1投加量为0.20g/L、PMS投加量为0.20g/L、EBT质量浓度为10...     

高效磁性复合催化剂活化过一硫酸盐降解四环素

采用共沉淀-焙烧法成功制备了新型催化剂CuFe₂O₄/B-400，有效改善了CuFe₂O₄的聚集性，对其进行了X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和能量-色散光谱(EDS)表征，并将其应用到了降解四环素废水的研究，考察了催化剂投加量、PMS投加量和pH对四环素降解率的影响。结果表明，当催化剂投加量为0.20 g/L,PMS投加量为0.40 g/L,pH=6时，四环素的降解率可达96.2%。淬灭实验与EPR分析表明，在该反应体系中，起主要作用的活性物质是·OH和SO₄^-·，同时存在¹O₂，说明CuFe₂O₄/B-400具有高效的催化作用。     

高温固相内氧式锰酸锂的试验合成研究

以Mn₃O₄和MnO₂为原料,采用高温固相内氧法制备LiMn₂O₄电池正极材料。通过对LiMn₂O₄的振实密度、粒度分布、比容量、循环性能、结构及形态等各项理化性能进行检测分析,结果表明：在烧结温度为750℃,Mn₃O₄和MnO₂的摩尔比为3∶1的条件下,所制备的锰酸锂电化学性能最佳,其振实密度为1.84 g/cm³,比表面积为0.698 cm²/g, D₅₀粒径为16.567μm, 1C放电容量为122.65 mAh/g, 50次循环容量保持率为94.02%。     

铁酸锶镧对CH4化学循环转化中Mn3O4氧化还原性能的作用机制

通过水热合成法制备了MnO₂，以其作为锰源通过热分解得到Mn₃O₄，采用溶胶凝胶法制备了Mn₃O₄/La_0.8Sr_0.2FeO₃，将Mn₃O₄和Mn₃O₄/La_0.8Sr_0.2Fe O₃在900℃下与体积分数3%的CH₄和空气交替接触，模拟化学循环燃烧中的氧化还原过程，研究了Mn₃O₄和Mn₃O₄/La_0.8Sr_0.2Fe O₃的氧化还原性能和长期稳定性。结果表明：温度的升高会提高Mn₃O₄/La_0.8Sr_0.2<...     

氧化还原法制备Mn3O4催化剂及其甲苯催化氧化性能与机理研究

在氧化还原法制备α-MnO₂的基础上，通过控制焙烧温度和气氛制备了Mn₃O₄催化剂，系统考察了其甲苯催化性能。结果显示，Mn₃O₄催化性能优于MnO₂，并且在230℃下保持转化率90%以上稳定运行100 h。原位红外等表征结果表明，与MnO₂相比，Mn₃O₄具有适当的氧化还原能力、更高的晶格氧活性、更多的表面吸附氧和更强的甲苯吸附能力，促使催化剂表面苯甲酸物种的快速转化，进而提高其甲苯催化性能。本研究可为锰基催化剂的制备及其甲苯催化氧化性能提升机理研究提供参考。     

Sr掺杂强化LaCo0.5Cu0.5O3型钙钛矿活化过一硫酸盐的性能

采用溶胶-凝胶法制备A位掺Sr的La_xSr_1-xCo_0.5Cu_0.5O₃钙钛矿增强传统B位掺杂钙钛矿活化过一硫酸盐（PMS）的能力。本文选取效果最好的La_0.7Sr_0.3Co_0.5Cu_0.5O₃型钙钛矿为研究对象,以偶氮染料AO7为目标污染物,考察了钙钛矿投加量、PMS浓度、pH和染料废水中常见Cl^-对La_0.7Sr_0.3Co_0.5Cu_0.5O₃/PMS体系降解AO7的影响,并测试了材料的重复利用性和矿化能力。结果表明,La_0.7Sr_0.3Co_0.5Cu_0.5O₃/PMS降解AO7的速度随着材料投加量和PMS浓度的增加而加快,在中性条件下反应速度最快且矿化率良好。该体系主要活性物种之一为·OH,但Sr掺杂后钙钛矿的O空位增多使得¹O₂也参与到降解过程之中。     

氧化锰基电催化材料的设计合成及其铝空气电池应用

电催化剂作为铝空气电池阴极的核心部分,其催化性能的优劣直接影响铝空气电池的产业化进程。本文采用尿素高温处理法将商业的Vulcan-72XC碳材料进行掺氮改性处理制备了N/VC₂。在此基础上,进一步负载不同的锰氧化物得到三种Mn₃O₄@N/VC₂、MnO@N/VC₂和MnO₂@N/VC₂复合材料。其中,MnO₂@N/VC₂具有最优的氧还原反应(ORR)催化性能,起始电位高达0.872 V。作为铝空气电池阴极催化剂,在大电流密度下放电功率密度可达到136 mW·cm^-2。本文通过对比分析不同氧化锰基复合材料的电催化性能,研究了碳载体和锰氧化物之间的交互作用。结果表明,多孔结构和丰富缺陷位点的协同作用是提高材料催化活性的主要原因。该工作为锰基氧化物催化剂的研发提供理论依据。     

Mn3O4催化协同低温等离子体再生处理工业废活性炭的研究

通过Mn₃O₄催化协同低温等离子体再生废活性炭,考察了放电电压、气体流速、放电时间对甲苯降解率的影响。结果表明,Mn₃O₄催化协同低温等离子体提高甲苯降解率,在电压为12 kV、气体流速为0.5 L/min,放电时间为30 min时,降解率达到最大,为99.78%。通过对吸附复杂污染物的工业废活性炭的研究,Mn₃O₄催化协同低温等离子体提高了VOCs的降解率,表明Mn₃O₄催化协同低温等离子体方法可行。     

MnOx@Fe3O4复合材料制备及其对苯酚处理性能研究

首先采用两步法设计制备磁性纳米复合材料MnO_x@Fe₃O₄,然后测量其粒度的分布状态，再通过扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)和红外光谱(IR)3种方法表征其结构形态；初步研究了纳米复合物分子MnO_x@Fe₃O₄结构与组成，深入分析了该磁性纳米复合材料的添加量和改变苯酚的初始浓度对该复合材料活化PMS分解苯酚性能的影响，并研究了纳米复合材料MnO_x@Fe₃O₄循环使用的效果。结果表明，纳米复合材料MnO_x@Fe₃O₄是α-MnO₂表面负载四氧化铁(Fe₃O₄)的复合材料，平均粒径为247.3 nm,磁分离性好；纳米复合材料MnO_x@Fe₃O₄有较好的活化PMS分解苯酚的效果，在处理初始浓度...     

基于过一硫酸盐的高级氧化技术调理市政污泥脱水性能的影响研究

采用基于过一硫酸盐(PMS)的高级氧化技术对市政剩余污泥进行调理,以污泥比阻(SRF)和泥饼含水率作为评价指标,研究了过PMS投加量、四氧化三铁(Fe₃O₄):PMS的摩尔比例、AC投加量、反应时间、反应体系初始pH等因素对污泥脱水性能的影响。结果表明,当PMS投加量为500 mg/L、AC投加量为400 mg/L、Fe₃O₄:PMS的摩尔比为0.8、反应时间为10 min、体系初始pH为7时,污泥的含水率和SRF最低,分别为74.45%和1.83。基于过一硫酸盐的高级氧化技术可以有效改善污泥的脱水性能。     

钴强化铁磁体活化过一硫酸盐的实验研究

采用溶剂热法后高温煅烧的方式制备了铁钴双金属复合催化剂,用以活化过一硫酸盐(PMS)降解偶氮染料金橙Ⅱ(OGⅡ)。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、振动样品磁强计和X射线光电子能谱仪等仪器对复合材料进行了表征。考察了钴复合量、不同去除体系、催化剂投加量、PMS投加量、污染物浓度、pH和共存阴离子等因素对OGⅡ降解效果的影响,并探究了铁钴复合催化剂重复利用的效果。实验结果表明,铁钴复合催化剂可以有效活化PMS降解OGⅡ,在n(Co₃O₄)∶n(Fe₂O₃)=0.1、催化剂投加量为1.0 g/L、PMS投加量为0.4 mmol/L、OGⅡ浓度为30 mg/L、溶液pH为6.2的条件下,反应60 min后,OGⅡ的降解率达到了95.81%,其降解过程符合准一级反应动力学模型,最大反应速率常数为0.0491 min^-1。复合催化剂使用4次后对OGⅡ仍有68.85%的降解率。·SO{}_{\mathrm{4}}^{-}、·OH和¹O₂是反应体系产生的活性氧物种,¹O₂在OGⅡ的降解中起主要作用。     

中空磁性微球活化过一硫酸盐降解水中甲氧苄啶的研究

采用溶剂热法制备了铁酸锰(MnFe₂O₄)中空磁性微球(HM-MnFe₂O₄),利用SEM、TEM、XRD、VSM、XPS、BET/BJH方法对材料进行表观和形貌分析,并将其应用于活化过一硫酸盐(PMS)降解水中的甲氧苄啶(Trimethoprim, TMP),通过高效液相色谱法对降解效率进行评估。结果表明,在pH为9.0、PMS浓度为3.0 mmol/L的条件下,投加0.20 g/L的HM-MnFe₂O₄纳米材料可在120 min内完全降解10.0 mg/L的TMP。同时,考察了阴阳离子对TMP降解过程的影响,Cl^-对TMP的降解有促进作用,HCO^-₃、Cu²⁺和腐殖酸(HA)均具有一定的抑制作用。通过自由基猝灭实验发现降解体系受到·OH、O^-₂·的自由基和¹O₂的非自由基影响。循...     

钴强化铁磁体活化过一硫酸盐的实验研究

采用溶剂热法后高温煅烧的方式制备了铁钴双金属复合催化剂，用以活化过一硫酸盐(PMS)降解偶氮染料金橙Ⅱ(OGⅡ)。通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、振动样品磁强计和X射线光电子能谱仪等仪器对复合材料进行了表征。考察了钴复合量、不同去除体系、催化剂投加量、PMS投加量、污染物浓度、pH和共存阴离子等因素对OGⅡ降解效果的影响，并探究了铁钴复合催化剂重复利用的效果。实验结果表明，铁钴复合催化剂可以有效活化PMS降解OGⅡ，在n(Co₃O₄)∶n(Fe₂O₃)=0.1、催化剂投加量为1.0 g/L、PMS投加量为0.4 mmol/L、OGⅡ浓度为30 mg/L、溶液pH为6.2的条件下，反应60 min后，OGⅡ的降解率达到了95.81%，其降解过程符合准一级反应动力学模型，最大反应速率常数为0.0491 min^-1。复合催化剂使用4次后对OGⅡ仍有68.85%的降解率。·SO{}_{\mathrm{4}}^{-}、·OH和¹O₂是反应体系产生的活性氧物种，¹O₂在OGⅡ的降解中起主要作用。