基于“催化剂”概念建构的双氧水分解实验的改进

针对初中化学教材中"分解H_2O_2制O_2的反应中MnO_2的作用"实验存在的缺陷,对教材实验进行了有效地改进,为建立正确的催化剂概念提供必要的化学实验支撑,凸显化学实验的实证价值。     

碳点-二氧化锰纳米复合材料的制备及硫普罗宁的荧光传感

以聚烯丙胺盐酸盐为反应底物,通过一步水热法制备了荧光碳点(CDs)并在其中引入高锰酸钾,通过原位的氧化还原反应制备了CDs-MnO_2纳米复合材料。通过透射电子显微镜、X射线光电子能谱、纳米粒度分析、紫外-可见吸收光谱、荧光光谱、荧光寿命对其进行了形貌、结构、成分、发光性能的表征。结果表明,MnO_2通过静态猝灭效应(SQE)和内滤效应(IFE)猝灭了CDs的荧光。进一步,由于硫普罗宁(TPN)分子中的活性巯基与MnO_2的特异性反应使得MnO_2降解,猝灭剂消失,进而使得荧光恢复。基于此,我们建立了基于CDs-MnO_2的荧光传感模式来测定TPN的新方法,该方法对TPN表现出良好的灵敏度和选择性,线性范围为0.2～80μmol·L~(-1),检出限为0.11μmol·L~(-1)。该MnO_2纳米材料调控的荧光检测法用于尿液样品的测定,回收率为97.57%～102.58%。     

多孔球状MnO2自组装纳米颗粒的制备及其吸附性能的研究

以聚乙二醇(PEG 1000)作为分散剂,由HMnO<,4>和MnSO<,4>的反应成功地制备了纳米MnO2,用X衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)对其进行表征,考察了吸附时间、茜素红的初始浓度、温度、吸附剂的投加量及pH对吸附作用的影响.结果显示,产物为粒径300～600nm的球状多孔颗粒MnO2,且分散均匀;制备的纳米MnO2对茜素红的吸附具有迅速、高效的特点,60min可以达到最大吸附,在优化条件下,MnO2吸附茜素红的脱色率可达87.5%以上,适合染料废水的处理.     

基于碳纳米管-纳米二氧化锰增强的H2O2修饰电极的研制

将碳纳米管(CNT)和纳米二氧化锰(Nano-MnO2)分散在壳聚糖(CHIT)溶液中,用涂敷法固定到玻碳电极表面,制成修饰电极.由于碳纳米管具有良好的电子传递性能,使纳米二氧化锰对H2O2的电催化活性明显提高,通过循环伏安法、计时电流法对传感器的性能进行了研究.在最佳测试条件下,该传感器对H2O2的线性范围为1.5×10-6 ～5.0×10-2 mol/L,检出限为4×10-7 mol/L.用于实际样品的测定,结果满意.     

热处理对线团状二氧化锰结构及其电化学性质的影响

以氯化锰与高锰酸钾为原料, 在低浓度下大数量合成由无数片状纳米层组成的线团状二氧化锰粒子. 采用X衍射, 扫描电镜, 液氮等温吸附脱附、循环伏安、交流阻抗及恒流充放电等方法研究了温度对产物结构及电化学性质的影响. 结果表明处理温度升高, 微孔减少, 比表面积减小, 孔径变大, 在300 ℃以下二氧化锰粒子的结构保持无定型结构. 交流阻抗测试显示随着处理温度的升高, 样品的法拉第电荷传递能力和离子在电解液与活性材料界面的扩散能力均得到提高. 比电容测试显示在200 ℃处理的二氧化锰具有最高的比电容, 以1 mol·L^-1 Na₂SO₄为工作介质, 扫速为2 mV·s^-1时, 其比电容是210.6 F·g^-1. 该研究表明: 材料的电化学性质可以通过热处理进行调整, 适当的热处理能提高该材料作为超级电容器活性材料的性质.     

碳纳米管负载四硝基金属酞菁-MnO2双催化剂催化氧还原性能

过渡金属酞菁具有很高的氧还原催化活性, MnO₂对氧还原反应有催化作用,但是将过渡金属酞菁和MnO₂作为氧还原反应的双催化剂的研究较少。 本文采用苯酐-尿素法合成了碳纳米管(CNT)负载四硝基金属酞菁(TNMPc)组装体,联合γ-MnO₂作为氧还原反应的双催化剂。 借助循环伏安法对双催化剂的配比进行优化,得到二者的最佳比例。 研究了四硝基金属酞菁的中心金属离子对最佳比例双催化剂催化性能的影响和双催化剂的抗甲醇性能,结果表明,双催化剂对氧还原反应的催化能力主要受到金属离子本性的影响,双催化剂对氧还原反应的催化效率顺序为CNT/TNFePc-MnO₂>CNT/TNCoPc-MnO₂>CNT/TNNiPc-MnO₂>CNT/TNCuPc-MnO₂;4种双催化剂均具有较好的抗甲醇中毒性能。     

纳米二氧化锰固相萃取-高效液相色谱法测定油炸食品中丙烯酰胺

制备了纳米二氧化锰(nMnO_2),并用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)进行了表征。将所制得的nMnO_2作为吸附剂用于固相萃取(SPE)分离富集油炸食品中丙烯酰胺(AA),并用高效液相色谱法(HPLC)测定其含量。称取粉状样品2.000 0g,用甲醇振荡提取3次(第一次用8mL,第二和第三次各用6mL),每次20min。离心分层,收集并合并3次所得上清液,在40℃吹氮浓缩至6mL,于4℃冷藏2h后离心,取上清液,加入正己烷,混匀,重复萃取4次,每次加正己烷6 mL。取4次所得上清液合并,并于40℃吹氮浓缩至约1.6 mL。将样品溶液以2.0mL·min~(-1)的速率流经装填有200 mg nMnO_2的SPE小柱,然后用甲醇-水(40+60)溶液0.5mL以流量6.0mL·min~(-1)淋洗小柱以去除杂质。接着用乙腈-冰乙酸(99+1)溶液0.8mL,以流量1.0mL·min~(-1)淋洗SPE小柱,将其所吸附的AA洗脱。洗脱液经0.25μm滤膜过滤,取滤液10μL进行HPLC分析。应用上述条件,分析物的富集倍数达148。AA的质量浓度在0.5～250μg·L~(-1)内与其峰面积呈线性关系,其检出限(3S/N)为0.054μg·L~(-1)。应用此方法分析了5种油炸食品样品,并在这5种样品的基质上加入AA标准溶液进行回收试验,测得回收率在80.0%～96.0%之间,测定值的相对标准偏差(n=5)在2.4%～8.8%之间。     

二氧化锰/石墨烯纸电极的制备及其电化学性能

通过电化学法使溶液中的Mn²⁺电解氧化为MnO₂,沉积复合在石墨烯片膜上,形成由MnO₂/石墨烯复合材料构成的纸电极。 采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)、循环伏安(CV)和恒流放电等技术手段对纸电极材料的结构、形貌以及电化学性能进行了研究。 结果表明,MnO₂球形颗粒均匀地沉积在石墨烯片膜上,形成了厚度45 μm的纸电极,经过380 ℃煅烧后,纸电极中的MnO₂晶型由γ-MnO₂转化为β/γ-MnO₂混合晶型,是良好的柔性Li/MnO₂电池的电极材料。 MnO₂/石墨烯纸电极在室温下0.1C放电容量达269 mA·h/g,而且电化学阻抗低、柔韧性好。     

空心海胆状MnO2的低温水热制备及其电容性质

在90℃条件下,水热处理KMnO4、(NH4)2SO4和H2SO4的水溶液24 h,制备得到了二氧化锰材料.应用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)技术对所得材料的结构和形貌进行表征.结果表明,所得二氧化锰为具有空心海胆形貌的α-MnO2.通过改变反应时间,研究了α-MnO2的生成过程.同时,研究了空心海胆α-MnO2的电容性质.循环伏安测试结果显示,当扫描速度为5 mV/s时,α-MnO2的比电容为145 F/g.在20 mV/s的扫速下,循环2000圈后其比电容保持率高达95;.