α-MnO2和β-MnO2纳米棒的制备和催化性能研究

α-MnO₂ and β-MnO₂ nanorods were prepared directly by facile hydrothermal process at 150 ℃ and 220 ℃, respectively. The as-prepared α-MnO₂ and β-MnO₂ nanorods were shown to be phase-pure single crystallites as evidenced by XRD, TEM and SEM results. Further experiments show that the as-prepared α-MnO₂ and β-MnO₂ nanorods have catalytic effect on the oxidation and decomposition of the methylene blue(MB) dye with H₂O₂. The catalytic activity of β-MnO₂ is much higher than that of α-MnO₂.     

CuO-Mn02／A1203催化臭氧化催化剂的制备、结构表征及性能

采用浸渍法，以Al2O3为载体制备了氧化铜和二氧化锰复合的双组分负载型金属催化臭氧化催化剂，以松花江水的UV254去除率作为催化剂活性指标，通过正交试验，确定了催化剂的最佳制备条件，实验结果表明，催化剂的最佳制备条件如下：浸渍5h，活性组元体积比为3：1，于90℃干燥2h，于200℃焙烧3h,采用扫描电镜对催化剂的结构进行了表征；通过TG-DTA测试分析了催化剂热分解过程的反应速率、热效应和物质变化过程；运用XPS分析了催化剂表面元素的组成、元素相对含量和元素价态。     

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.     

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.     

簇状纳米二氧化锰修饰玻碳电极电化学发光法测定己烯雌酚

基于簇状纳米二氧化锰可显著增强玻碳电极的导电性能,且己烯雌酚在该电极上能够增强鲁米诺体系的电化学发光,据此建立了电化学发光测定己烯雌酚的新方法。采用壳聚糖包覆的方法将簇状纳米二氧化锰固定在玻碳电极表面,考察了电极的稳定性以及影响电化学发光的因素。己烯雌酚浓度在3.5×10-11~6.5×10-9mol/L范围内,与电化学发光信号呈良好线性关系;检出限(3σ)为2.0×10-11mol/L。对4.0×10-10mol/L己烯雌酚进行11次平行测定,相对标准偏差(RSD)为1.1%。     

二氧化锰对酸性甲基橙作用机制的研究

用UV-Vis、IR和MS对二氧化锰吸附酸性甲基橙过程的研究结果表明,在二氧化锰和酸性甲基橙之间,除了化学性吸附之外,还有氧化还原反应发生,生成了无色的可溶于水的Mn(Ⅲ)络合物,该络合物不稳定,逐渐转化成浅橙色物质。单纯的二氧化锰吸附法,对甲基橙的去除效果并不理想,25mg/L甲基橙水样的最终色度去除率为79·5%。     

Preparation of Manganese Oxide Hollow Spheres Using pH-responsive Microgels as Templates

以pH响应型微凝胶为模板制备出了二氧化锰空心球材料,并利用XRD、TGA、SEM、FT-IR和TEM等手段对其进行了表征. 结果表明,通过调节KMnO₄的用量可以有效控制二氧化锰空心球的球壳厚度. 对洗脱后上层清夜中的pH响应型微凝胶进一步研究发现,部分微凝胶呈现出非可逆的膨胀-收缩转变,这一现象主要是由于其内部的交联程度不高造成的. 在对表征结果进行分析后提出了空心球结构的形成机理.     

γ-二氧化锰/K~3[Fe(CN)_6]溶液界面的电子转移反转区

Marcus电子转移理论的主要成果之一是预言了电子转移反应反转区的存在.从实验上验证Marcus反转区仍是一个热点问题.通过对γ-MnO_2/K_3[Fe(CN)_6]溶液界面平带电位、极化曲线的测量,计算了在极化条件下,γ-MnO_2导带的电子直接转移到溶液中氧化态物种[Fe(CN)_6]~(3-)空电子能级上的速率常数k_(et),logk_(et)对外加电位作图,观察到了Marcus反转区.从理论上也论证了在半导体/溶液界面上的直接电子转移反转区的存在.     

基于聚多巴胺纳米粒子的荧光增强型探针检测乙酰胆碱酶

以多巴胺盐酸盐为原料,在碱性条件下通过氧化反应制备聚多巴胺荧光纳米粒子(F-PDA),再与二氧化锰(MnO_2)纳米片进行复合,构建了用于检测乙酰胆碱酶(AChE)的F-PDA@MnO_2复合物荧光探针。MnO_2纳米片和F-PDA复合,体系的荧光被猝灭。在底物乙酰硫代胆碱(ATCh)存在下,加入AChE后,体系荧光恢复,恢复程度与AChE浓度在5.0～100 mU/mL范围内呈良好的线性关系,检出限为0.14 mU/mL(S/N=3)。该方法用于缓冲溶液中AChE的检测,加标回收率为89.5%～120%,相对标准偏差为1.6%～2.5%,且具有较高的选择性。可为基于F-PDA传感体系构建提供新的方法学模型。     

层状二氧化锰的离子注入改性及其电化学性能的研究

应用高温热解法合成层状二氧化锰(δ-MnO2),借助离子注入技术在其表层注入钛离子,形成复合材料(δ-MnO2-Ti).材料结构及形貌由XRD、SEM及XPS表征,用恒电流充电仪测定其电化学性能.结果表明:注入钛离子后形成新的复合材料,其MnO2的层状结构没有被破坏,钛离子主要以Ti(Ⅳ)态嵌入MnO2结构.与δ-MnO2相比,改性后的δ-MnO2-Ti首次放电比容量和最大放电比容量均有明显提升.