锰负载量对活性炭载锰氧化物的结构及催化分解臭氧性能的影响简

将高锰酸钾与活性炭（AC）原位氧化还原制备的活性炭载锰氧化物（MnO_x/AC）用作臭氧分解的催化剂. 采用扫描电镜、X射线光电子能谱、X射线衍射、电子自旋共振波谱、拉曼光谱以及程序升温还原研究了设计Mn负载量对负载锰氧化物性质（形貌、氧化态和晶体结构）的影响. 结果表明,Mn负载量由0.44%增至11%,负载锰氧化物在活性炭表面由疏松的地衣状变为堆叠的纳米球状体,负载层的厚度由~180 nm增加至~710 nm,结构由氧化态+2.9到+3.1的低结晶β-MnOOH生长为由氧化态+3.7到+3.8的δ-MnO₂结晶. MnO_x/AC室温催化分解低浓度臭氧的活性与负载锰氧化物的形貌及含量密切相关. Mn负载量为1.1%的MnO_x/AC具有疏松的地衣状形貌,催化分解臭氧的性能最高,Mn负载量为11%的MnO_x/AC具有紧密的堆积结构,因而表现出最低的催化臭氧分解活性.     

有序介孔锰氧化物催化过氧化氢降解水中诺氟沙星

采用硬模板法制备了有序介孔氧化锰,并用过氧化氢氧化诺氟沙星的降解率及其抗菌活性变化评价了其催化活性.研究发现,有序介孔锰氧化物表现出较高的催化活性;低pH有利于提高其催化活性.与单独过氧化氢氧化过程相比,有序介孔锰氧化物的存在明显减弱了诺氟沙星的抗菌活性.叔丁醇对催化体系的抑制作用表明有序介孔锰氧化物促进了过氧化氢分解生成羟基自由基.通过对诺氟沙星在催化过程中的分解产物鉴定,提出了可能的分解途径.     

负载型过渡金属氧化物催化剂催化分解臭氧性能研究

通过浸渍法制备了γ-Al_2O_3负载镍、锰、钴等不同金属氧化物催化剂,在25℃、200000 mL/(gcat·h)的空速条件下,研究了其臭氧催化分解性能。结果表明,10%NiO/γ-Al_2O_3催化剂催化活性最佳,20 h内臭氧转化率高于96%。借助XRD、XPS、TEM、SEM-EDS、H2-TPR等表征手段,揭示出在NiO/γ-Al_2O_3催化剂表面形成的镍铝尖晶石结构可能是其优良臭氧分解性能的内在原因。此外,揭示出在不同过渡金属氧化物负载型催化剂上臭氧分解机理不同,相关研究为镍、锰等过渡金属氧化物催化剂催化分解臭氧的反应机理提供了新思路,并为开发高效的臭氧分解催化剂提供了指导。     

堇青石蜂窝陶瓷负载锰氧化物催化分解臭氧性能

为了提高臭氧分解催化剂的实际应用能力,通过采用过渡金属锰氧化物为原料与铝胶混合涂覆到堇青石蜂窝陶瓷载体表面,制备了不同锰氧化物负载的整体式催化剂。 然后在常温常压下考察了整体式催化剂分解臭氧的性能。 通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼(Raman)光谱、X射线光电子能谱仪(XPS)、BET比表面积法和程序升温还原技术(H₂-TPR)对催化剂进行了表征。 研究结果表明,不同锰氧化物催化剂的活性按以下顺序排列:氧化锰八面体分子筛(OMS-2)＞MnO₂＞Mn₂O₃＞Mn₃O₄＞MnO。 相比其它锰氧化物,OMS-2负载的整体式催化剂对臭氧的反应活性最高,这可能归因于OMS-2具有较大的比表面积和较好的还原性能,从而有利于表面氧空位的生成和参与臭氧分解反应。 研究结果为提高堇青石蜂窝陶瓷负载型整体式催化剂应用于臭氧分解的性能提供了理论依据。     

溶胶负载法制备的Au/AC催化分解低浓度臭氧

采用溶胶负载法制备了高分散的活性炭载纳米Au(Au/AC),研究了其在室温下对低浓度臭氧的催化分解性能,并用N<,2>吸附-脱附、扫描电镜、X射线光电子能谱等手段对反应前后的催化剂进行了表征.结果表明,与普通的传导加热方式相比,微波加热方式所制备的活性炭载Au颗粒的分布更均匀、尺寸更小,具有更高的催化臭氧分解性能.Au前驱体溶液pH值对Au/AC催化剂的臭氧分解性能有显著影响,以pH=8最佳.降低空速而延长臭氧与催化剂的接触时间可以提高催化剂对臭氧的分解性能.空速120000 h-1条件下.催化剂处理约1 g臭氧后,臭氧去除率降低至78.6%:而60 000 h-1条件下处理1.25 g臭氧后,臭氧的去除率仍保持在93.3%.Au/AC催化剂在分解臭氧后,表面部分C被氧化而含氧量增加,但比表面积和孔容等变化不大,主要通过负载Au颗粒本身催化分解臭氧.     

球形氧化铝负载锰基双金属氧化物催化剂催化臭氧深度氧化NO

在工业锅炉烟气处理领域,由于锅炉容量低,烟气温度往往无法满足传统选择性催化还原(SCR)所需温度窗口.工业锅炉烟气成分的复杂性也给氮氧化物治理带来了严峻考验.臭氧深度氧化NO结合湿法洗涤同时脱硫脱硝技术具有独特的应用优势.传统臭氧氧化技术中,NO被臭氧氧化为NO2,进而在脱硫塔中实现一体化脱硫脱硝.但由于NO2溶解度相对较低,需要在脱硫浆液中加入添加剂提高脱硝效率,造成运行成本增加.NO经臭氧深度氧化后,NO2进一步转化为溶解度高的N2O5,传统脱硫石膏浆液即可实现高效吸收N2O5,从而有效提高氮氧化物吸收效率.但由于N2O5生成反应速率低,深度氧化存在臭氧投入量大、反应时间长及臭氧残留多的缺点.臭氧耦合催化剂深度氧化NO可有效解决以上问题.首先,本文采用溶胶-凝胶法合成一系列单金属氧化物(Mn,Co,Ce,Fe,Cu,Cr)作为臭氧深度氧化NO的催化剂.结果发现锰氧化物表现出最高的催化活性,在70oC下,O3/NO摩尔比为2.0时经过0.12 s的反应时间催化剂即可实现80%以上的转化效率.但根据N2O5生成的总包反应(2NO+3O3=N2O5+3O2)可以看出,O3/NO摩尔比为1.5时即可实现N2O5的完全转化.由于催化臭氧氧化反应温度较低,中间产物在催化剂表面聚集,占据大量活性位,进而导致无法实现1.5摩尔比的高效转化.通过采用球形氧化铝作为载体,避免粉末状催化剂紧凑型布置,增加换热面积,可有效降低催化剂表面中间产物聚集;同时延长了气体与催化剂的接触时间,提高反应效率.在球形氧化铝载体上负载锰基双金属氧化物(Ce-Mn,Fe-M,Cr-Mn,Cu-Mn和Co-Mn),在初始NO浓度为410 mg/m3,反应温度100oC,O3/NO摩尔比1.5,催化反应时间0.12 s的工况下,催化剂最终实现95%(Fe-Mn)和88%(Ce-Mn)的转化效率,剩余NO和NO2的浓度分别低于20 mg/m3(Fe-Mn)和50 mg/m3(Ce-Mn),臭氧残留浓度低于25 mg/m3.同负载单一锰氧化物(83%转化率)相比,双金属氧化物进一步提高了N2O5生成效率.因此,臭氧耦合催化剂深度氧化NO结合湿法吸收在工业锅炉超低排放(NOx<50 mg/m3)领域具有广泛应用前景.通过XRD、氮气吸附、H2-TPR和XPS等手段研究了催化剂的晶体结构、孔结构参数、氧化还原性能和表面原子价态.催化臭氧深度氧化NO主要与催化剂对臭氧的分解性能和对NO的氧化性能有关.较大的比表面积和孔容有利于催化剂的吸附.氧空位有利于臭氧的吸附和分解.Mn4+和Mn3+的均衡分布既有利于NO的吸附氧化又有利于臭氧的吸附分解,最终提高了N2O5生成效率.     

球形氧化铝负载锰基双金属氧化物催化剂催化臭氧深度氧化NO（英文）

在工业锅炉烟气处理领域,由于锅炉容量低,烟气温度往往无法满足传统选择性催化还原(SCR)所需温度窗口.工业锅炉烟气成分的复杂性也给氮氧化物治理带来了严峻考验.臭氧深度氧化NO结合湿法洗涤同时脱硫脱硝技术具有独特的应用优势.传统臭氧氧化技术中,NO被臭氧氧化为NO_2,进而在脱硫塔中实现一体化脱硫脱硝.但由于NO_2溶解度相对较低,需要在脱硫浆液中加入添加剂提高脱硝效率,造成运行成本增加.NO经臭氧深度氧化后,NO_2进一步转化为溶解度高的N_2O_5,传统脱硫石膏浆液即可实现高效吸收N_2O_5,从而有效提高氮氧化物吸收效率.但由于N_2O_5生成反应速率低,深度氧化存在臭氧投入量大、反应时间长及臭氧残留多的缺点.臭氧耦合催化剂深度氧化NO可有效解决以上问题.首先,本文采用溶胶-凝胶法合成一系列单金属氧化物(Mn,Co,Ce,Fe,Cu,Cr)作为臭氧深度氧化NO的催化剂.结果发现锰氧化物表现出最高的催化活性,在70 ℃下,O_3/NO摩尔比为2.0时经过0.12 s的反应时间催化剂即可实现80%以上的转化效率.但根据N_2O_5生成的总包反应(2NO+3O_3=N_2O_5+3O_2)可以看出,O_3/NO摩尔比为1.5时即可实现N_2O_5的完全转化.由于催化臭氧氧化反应温度较低,中间产物在催化剂表面聚集,占据大量活性位,进而导致无法实现1.5摩尔比的高效转化.通过采用球形氧化铝作为载体,避免粉末状催化剂紧凑型布置,增加换热面积,可有效降低催化剂表面中间产物聚集;同时延长了气体与催化剂的接触时间,提高反应效率.在球形氧化铝载体上负载锰基双金属氧化物(Ce-Mn,Fe-M,Cr-Mn,Cu-Mn和Co-Mn),在初始NO浓度为410 mg/m~3,反应温度100 ℃,O_3/NO摩尔比1.5,催化反应时间0.12 s的工况下,催化剂最终实现95%(Fe-Mn)和88%(Ce-Mn)的转化效率,剩余NO和NO_2的浓度分别低于20 mg/m~3(Fe-Mn)和50 mg/m~3(Ce-Mn),臭氧残留浓度低于25 mg/m~3.同负载单一锰氧化物(83%转化率)相比,双金属氧化物进一步提高了N_2O_5生成效率.因此,臭氧耦合催化剂深度氧化NO结合湿法吸收在工业锅炉超低排放(NO_x50 mg/m~3)领域具有广泛应用前景.通过XRD、氮气吸附、H2-TPR和XPS等手段研究了催化剂的晶体结构、孔结构参数、氧化还原性能和表面原子价态.催化臭氧深度氧化NO主要与催化剂对臭氧的分解性能和对NO的氧化性能有关.较大的比表面积和孔容有利于催化剂的吸附.氧空位有利于臭氧的吸附和分解.Mn~(4+)和Mn~(3+)的均衡分布既有利于NO的吸附氧化又有利于臭氧的吸附分解,最终提高了N_2O_5生成效率.     

凹凸棒石负载锰氧化物低温选择性催化还原催化剂的表征及对氨的吸脱附

 以非均相沉淀法制备了凹凸棒石 (PG) 载体上负载锰氧化物催化剂 Mn/PG, 并用于低温选择性催化还原法 (SCR) 脱硝反应. 采用 X 射线衍射、透射电子显微镜和 H2-程序升温还原方法对催化剂进行了表征; 通过 NH3 吸脱附实验考察了催化剂的锰负载量和煅烧温度对 NH3 吸附和脱附量及吸附位的影响. 结果表明, 锰氧化物高度分散于 PG 晶体表面, 其存在状态取决于催化剂煅烧温度. 煅烧温度低于 550 oC, 锰氧化物为 Mn2O3 和 Mn3O4, 煅烧温度为 550 oC 时, 锰氧化物为 Mn3O4. NH3 主要吸附在 PG 载体上, 锰氧化物的担载基本不影响催化剂吸附 NH3 的能力, 但促进了吸附 NH3 的活化, 这是催化剂 SCR 活性显著增加的直接原因.     

非均相催化臭氧氧化反应机制

臭氧催化氧化作为高级氧化技术是目前水处理领域研究的热点,其中非均相臭氧催化氧化技术因其氧化能力强、降低臭氧投加量特别是能显著提高有机物矿化率等优点而备受关注。非均相催化臭氧氧化领域不断研究新的催化剂,但是其反应过程及机制更加复杂。催化臭氧氧化的性能很大程度上取决于催化剂及其表面性质。污染物在催化剂表面形成络合物,或者臭氧在催化剂表面分解产生不同的含氧物种如表面氧原子、过氧化物和羟基自由基等。本文评述了非均相臭氧催化氧化反应中存在的多种机理,主要是自由基理论、氧空位理论、表面原子氧理论、表面络合物理论和臭氧直接氧化理论。催化剂表面的羟基基团是主要的催化活性中心,本文探讨了表面羟基基团催化反应机制,得出催化剂表面性质决定其表面活性位点的特性及含量,对诱导臭氧分解产生含氧活性物种起了关键作用;概述了催化剂改性后的结构形态、比表面积及其性能和作用机制;并讨论了非均相臭氧催化氧化反应催化剂未来的发展趋势,为催化臭氧氧化污水处理技术提供了理论参考。     

负载型钴锰复合氧化物臭氧辅助催化降解低浓度甲醛的性能研究

制备了负载型钴锰复合氧化物Co-MnOx/ZSM-5催化剂,采用浸渍法将催化剂负载到堇青石蜂窝陶瓷上,在密封舱内进行催化降解甲醛研究,考察了室温下臭氧辅助催化降解室内低浓度甲醛的特性.同时,也探讨了催化剂制备工艺对催化剂活性的影响.实验结果表明:在500℃煅烧温度条件下制备的10%Co-MnOx/ZSM-5催化剂具有最高的催化活性.通过XRD、BET、TEM、XPS和TG-DSC等手段的表征结果表明,其高活性可能是主要来自于形成的CoMnO3晶相和Mn4+与Mn3+价态共存.     

从软锰矿到锰同位素：锰元素的发现及其概念的发展

1771年，瑞典化学家托伯恩·伯格曼明确提出软锰矿中含有新元素的假说，并将之初步命名为manganese(锰)。1774年，瑞典矿物学家甘恩首次制取出锰单质，锰元素假说得以验证。同年，瑞典化学家舍勒对锰单质的性质进行了表征，并确认manganese(锰)一词为该元素命名，锰元素的概念正式形成。同位素化学兴起后，1923年至今共发现25种锰的同位素，锰元素被明确定义为质子数为25的所有原子的总称。锰元素的发现浓缩了19世纪初系统分析法形成以前早期分析化学的发展，其概念的演变渗透出系统分析法的形成以及同位素化学的兴起，在定性到定量的研究过程中体现了科学思想和方法的进步。     

硫酸亚铁铵滴定法测定锰渣中的锰含量

研究了高氯酸氧化-硫酸亚铁铵滴定法测定锰渣中锰含量的主要影响因素。采用磷酸分解试样,通过控制试样质量和磷酸用量的比例,优化确定了最佳溶样温度和溶样时间,探讨了放置冷却时间对测定结果的影响程度,分析了共存离子的干扰。建立了硫酸亚铁铵滴定法测定锰渣中的锰含量的方法,方法用于对锰渣标准物质和样品进行分析,测定结果的相对标准偏差为0.21%～0.35%,准确度和精密度均能满足锰渣中锰含量的分析要求。     

咪唑类Schiff碱配体及其含Mn配合物的合成及表征

锰在某些生物的氧化还原部位起着重要的作用[1] 。目前 ,已知的含锰金属酶有含锰超氧化物歧化酶 (ＭｎＳＯＤ)、含锰过氧化氢酶 (ＭｎＣａｔａｌａｓｅ)、含锰核糖核苷酸还原酶 (ＭｎＲＲ)、绿色植物光系统Ⅱ (ＰＳⅡ )中的氧释放配合物 (ＯＣＥ)等[2 ] 。生物体中锰的价态有 +2、+3、和 +4(最近发现有 +5 ) ,而且锰离子通常具有高自旋特征。正是这些特点使锰在生物体的氧化还原过程中发挥着重要的作用。我们合成了 1 甲基咪唑、1 甲基 2 羟甲基咪唑、1 甲基 2 咪唑醛等 3种咪唑类化合物以及1 甲基 2 咪唑醛与邻苯二胺的ｓｃｈｉｆｆ…     

碱性锌锰电池用化学二氧化锰的研制

以直接氧化法生成的初级二氧化锰经饱和水蒸汽处理后，进行重质化处理，制成碱性锌锰电池用化学二氧化锰，所研制样品表现出ｎ－型半导体特征，从Ｘ射线衍射、热重分析的测试，发现成品的理化性能和结合水含量有较大的改进，电化学活性也有较大提高，所制成ＬＲ０３实体电池电性能优良．     

锰超氧化物歧化酶及其化学模拟研究

本文综述了近年来有关锰超氧化物歧化酶(MnSOD) 结构、活性部位、作用机理和模型化合物等的研究进展。     

二乙胺基尾式卟啉锰(Ⅲ)的性质研究——Ⅰ.合成与性质研究

本文合成了一种新型的二乙胺基尾式卟啉锰-氯化间一—[邻-(4-二乙胺基丁酰胺基)苯基]三苯基卟啉合锰(Ⅲ)[简称meso-MDBPTPPMn(Ⅲ)Cl],用分光光度法研究了meso-MDBPTPPMn(Ⅲ)Cl的氧化还原性及中心离子分别为二价和三价时与NO,CO等双原子小分子以及各种有机碱的轴向加合作用,并用循环伏安法研究了这种锰卟啉模型化合物的电化学性质。     

Synthesis and Characterization of Manganese Dithiocarbamate Complexes: New Evidence of Dioxygen Activation

(1) Background: Metal dithiocarbamate compounds have long been the subject of research due to their ease of formation, excellent properties and potential applications. However, manganese complexes with dithiocarbamates, to our knowledge, have never been used for medical imaging applications. With the aim of developing a new class of mononuclear manganese(II)-based agents for molecular imaging applications, we performed a specific investigation into the synthesis of mononuclear bis-substituted Mn(II) complexes with dithiocarbamate ligands. (2) Methods: Synthesis in either open or inert atmosphere at different Mn(II) to diethyldithiocarbamate molar ratios were performed and the products characterized by IR, EA, ESI-MS and XRD analysis. (3) Results: We found that only under oxygen-free atmospheric conditions the Mn(II) complex MnL₂, where L = diethyldithiocarbamate ligand, is obtained, which was further observed to react with dioxygen in the solid state to form the intermediate superoxo Mn(III) complex [MnL₂(η²-O₂)]. The existence of the superoxo complex was revealed by mass spectroscopy, and this species was interpreted as an intermediate step in the reaction that led the bis-substituted Mn(II) complex, MnL₂, to transform into the tris-substituted Mn(III) complex, MnL₃. A similar result was found with the ligand L’ (= bis(N-ethoxyethyl)dithiocarbamate). (4) Conclusions: We found that in open atmosphere and in aqueous solution, only manganese(III) diethyldithiocarbamate complexes can be prepared. We report here a new example of a small-molecule Mn(II) complex that efficiently activates dioxygen in the solid state through the formation of an intermediate superoxide adduct.     

二维纳米空洞方格:诺氟沙星锰(Ⅱ)配合物

The reactions of norfloxacin (H-Norf) with Mn(ClO₄)₂·6H₂O and Mn(OH)₂ yield Mn(H-Norf)(ClO₄)₂·2H₂O (1) and [Mn(Norf)₂·4H₂O]_n (2) , respectively. 1 is monomeric while 2 has a novel 2D neutral square grid with an antibacterial drug as building block. Crystal data for 1: triclinic, space group P1 (No.2), a=9.0939(3), b=9.4395(3), c=12.7182(3)?, α=111.447(2), β=90.340(2), γ=112.357(1)°, V=926.34(5)?³, Z=1, ρ_cacl=1.664g·cm^-3. MoKα radiation (λ=0.71073?), T=293(2)K, μ=0.595mm^-1, R₁=0.0692, wR₂=0.1482 for 2320 observed reflections from 4390 independent reflections, GOF=0.940; Crystal data for 2: Monoclinic, P2₁/c, a=5.7530(12), b=21.865(4), c=13.343(3)?, β=98.25(3)°, V=1661.1(6)?³, Z=2, ρ_cacl=1.527g·cm^-3, T=293(2)K, μ=0.477mm^-1, R₁=0.0531, wR₂=0.1552 for 2070 observed reflections from 2870 independent reflections, GOF=1.384. CCDC: 140819; 151063.     

微量元素锰污染对人体的危害

介绍了微量元素锰污染的来源、毒性机理以及对人体的危害。慢性锰中毒主要表现为神经毒性、生殖毒性,锰也能引起肝脏、肺等脏器的损害。由于锰不能被生物降解,在环境中只能发生各种形态之间的转化,所以锰造成的污染消除很困难,对人体引起的影响和危害成为人们更为关注的问题。