水溶液中掺铬层状二氧化锰可充性研究

由高温分解KMnO₄制备层状K-birnessite前驱体, 再经过离子交换反应制备Cr-birnessite. 在2.5 mol/L LiOH水溶液中研究了Cr-birnessite电极的可充性. 据AAS测试和锰的价态分析得Cr-birnessite的分子式为Cr_0.26Mn_0.84O_2＋0.04. SEM显示Cr-birnessite为片状颗粒, XRD分析表明其层状结构在充放电前后没有明显变化. 恒电流充放电实验表明在2.5 mol/L LiOH水溶液中以1 C大电流速率对Cr-birnessite进行全充全放循环可达70次而保持初始容量的93%, 显示了良好的循环可逆性. AAS表明在充放电过程中材料中的铬离子没有脱嵌, Li^＋脱嵌/嵌入. 循环伏安曲线表明在大约 －0.3和0 V出现两个氧化峰, 在－0.1 V左右出现一个还原峰, 循环20周电流大小没有明显变化. 利用恒电位阶跃法测得Li^＋在Cr-birnessite 中的扩散系数平均值为1.57×10^－10 cm²·s^－1 .     

纳米MnO2的固相合成及其电化学性能的研究（Ⅰ）：纳米γ—MnO2 …

用醋酸锰分别与柠檬酸、草酸和８－羟基喹啉在室温及低 相反应生成锰配合物,经热分解和酸处理等手段最终制备出纳米γ－ＭｎＯ２,用元素分析,化学分析、Ｘ射线衍射、热重／差热分析和透射电等测试手段对固相反应的可行性作了讨论,地合成的样品进行了表征,从ＴＥＭ照片上看,产物粒子呈球形,粒径多为２０－３０ｎｍ,酸处理可大大提高样品的氧化度,但酸化过程中粒子出现团聚现象,粒子形貌也有所改变,似有取向生长的趋势,文     

二氧化锰氧化制备聚苯胺及其超级电容性能

以二氧化锰为氧化剂在酸水体系中化学氧化制备了聚苯胺(PANI),考察了聚合条件对产率的影响。采用红外光谱、扫描电镜等手段对PANI的结构与形貌进行了表征,采用电化学工作站对其电化学电容性能进行了测试。结果表明:PANI产率随着体系中氧化剂用量的增加、苯胺用量的减少、反应温度的降低和反应时间的延长而增加,制备的聚苯胺主要是翡翠亚胺型聚苯胺,并以颗粒形式存在,大小在100 nm左右,局部有团聚现象,颗粒间堆积蓬松;该聚苯胺作为超级电容器活性电极材料,具有较好的电化学电容性能,最高比电容达到178 F/g。     

LiMn_2O_4离子筛成型及锂吸附性能

采用PVC为粘结剂制备了LiMn_2O_4离子筛球型颗粒,分析了PVC添加量对离子筛吸附性能的影响,并通过扫描电境(SEM)、静态和动态连续锂吸附实验研究了PVC粘结剂对离子筛形貌和锂离子吸附性能的影响。结果表明,SMO-a、SMO-b和SMO-P样品的锂离子静态吸附数据与Lagergren方程吻合良好,吸附速率常数依次为1.03×10~(-5)、1.06×10~(-5)s~(-1)和9.72×10~(-6)s~(-1)SMO-a样品的静态饱和吸附量达到2.50 mmol·g~(-1),PVC造粒对离子筛的静态条件下的饱和吸附容量和吸附速率影响很小,但连续动态操作条件下SMO-a的吸附容量降低为1.11 mmol·g~(-1);经盐酸洗涤脱附后,Li~+最大富集倍数约为9。     

胶体MnO2溶液-甲醛-C2O42-化学发光的新体系

研究发现,在酸性溶液中,当甲醛存在时,胶体二氧化锰溶液和C2O24-能够发生化学发光反应,产生强的化学发光,据此采用流动注射分析技术,建立了一种利用胶体二氧化锰-甲醛-C2O24-化学发光体系测定草酸的化学发光分析方法。该方法的检出限为8×10-8g/mL C2O42-;相对标准偏差为0.97%(8.8×10-6g/mL C2O24-,n=11);线性范围是4.4×10-7—8.8×10-5g/mL C2O42-。该方法所用的仪器设备简单,操作快捷方便,选择性好,可用于菠菜等蔬菜中C2O24-含量的测定。     

α-MnO2和 β-MnO2一维材料的可控制备及其电容性能

将锰粉分散在K2S2O8水溶液中,分别在150℃和180℃水热处理24 h制备了两种MnO2材料.应用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和N2吸-脱附技术对所得产物进行表征.结果表明,α-MnO2具有纳米线状形貌(直径为40～60 nm,长度约为4μm),β-MnO2具有棒状形貌(长度约为3μm).α-MnO2的比表面积高达87 m2/g,而β-MnO2的仅为6.2 m2/g.电化学测试结果表明,在1 mol/L Na2 SO4水溶液中,当扫描速度为5 mV/s时,α-MnO2和β-MnO2的比电容分别为121 F/g和19 F/g.扫速为20 mV/s时,α-MnO2循环2000次后的容量保持率高达99.2;.α-MnO2具有优异的电容性能.     

互通多孔碳/二氧化锰纳米复合材料的原位水热合成及电化学性能

以互通多孔碳（IPC）为载体,水热条件下在碳表面原位反应生成纳米结构的二氧化锰（MnO₂）,制备互通多孔碳/二氧化锰纳米（IPC/MnO₂）复合电极材料. 采用扫描电镜（SEM）,透射电镜（TEM）,X射线衍射（XRD）,热重分析（TGA）对其结构进行表征;采用循环伏安法、恒流充放电和交流阻抗对其电化学性能进行研究. 结果表明：生成的MnO₂均匀地负载在碳的表面,形成多层次结构,并且随着温度的升高IPC表面负载的MnO₂由纳米颗粒变为纳米片状结构;MnO₂纳米片具有典型的K-Birnessite 型晶体结构;复合物中MnO₂的含量约为34%（w）. 在100 ℃制备的IPC/MnO₂复合材料在三电极系统中最高比电容达到了411 F·g^-1;随着反应温度的升高,比容量先增长后基本保持不变. 以IPC/MnO₂为正极,活性炭（AC）为负极,1 mol·L^-1 Na₂SO₄溶液为电解液组装成IPC/MnO₂//AC 混合超级电容器,发现IPC/MnO₂电极的电容器其电位窗口从1 V扩展到1.8 V,容量可达86F·g^-1,且表现出良好的电容特性和大电流放电性能.     

二氧化锰纳米颗粒调控的紫外可见吸收-荧光双通道传感器的构建及D-青霉胺的检测

以聚乙烯亚胺(PEI)同时作为模板和还原剂,基于原位氧化还原反应,一步法制备二氧化锰纳米颗粒(MnO₂ NPs),并对其形貌、组成、紫外可见吸收、催化氧化特性进行了表征。结果表明,MnO₂ NPs能够催化氧化邻苯二胺(OPD)为2,3-二氨基吩嗪(DAP),产生420 nm处的紫外可见吸收和560 nm处的荧光发射。D-青霉胺(DPA)中的活性巯基可与MnO₂发生特异性反应,还原降解催化剂,抑制其催化氧化活性,使得体系紫外可见吸收-荧光信号减弱甚至消失。基于DPA浓度与体系光谱信号变化的关系,我们建立了MnO₂ NPs介导的紫外可见吸收-荧光双通道传感DPA的新方法。荧光传感通道具有更好的线性范围和灵敏度,该方法线性范围为1~80 μmol·L^-1,检出限为0.54 μmol·L^-1。此外,MnO₂ NPs介导的荧光传感DPA应用于人体尿液样品分析中的回收率为98.31%~107.76%,证明了该方法的可靠性。     

茶叶中的茶多酚荧光检测方法

以石墨烯量子点为荧光探针,基于二氧化锰纳米片与石墨烯量子点之间发生有效的荧光共振能量转移,构建了一种茶叶中茶多酚含量的荧光检测新方法。MnO2纳米片使石墨烯量子点的荧光淬灭,而茶多酚能与MnO2发生氧化还原反应,将其还原成Mn^2+,使体系荧光恢复。茶多酚含量与荧光强度增量在20~750μg/mL范围内成线性相关,线性方程为F=1.0574c-114.9,线性相关系数为R=0.9936。将该方法用于茶叶中茶多酚含量的检测,结果与国标法接近。方法有望应用于食品中其它抗氧化物质的实时检测。     

二氧化锰中Mn^2＋Mn^3＋Mn4^＋测定方法的研究及应用

研究了用选择性溶解法和计算法测定二氧化锰中Ｍｎ＾２＋、Ｍｎ＾３＋、Ｍｎ＾４＋，进而求得二氧化锰中的氧锰摩尔比，并且对这两种方法进行了比较。选择性溶解法能方便地测定Ｍｎ＾２＋、Ｍｎ＾３＋和Ｍｎ＾４＋，但需要严格控制其溶解条件，计算法则通过乙酰丙酮碘量法测定Ｍｎ＾３＋存在下的Ｍｎ＾４＋，有效地消除了Ｍｎ＾３＋的干扰，经过计算可以得到准确的结果，两者结果均与Ｘ射线衍射法谱图相吻合，对电容器阴极材料二氧化