MnO2掺杂金属陶瓷惰性阳极的制备及性能研究

以氧化铝-金属复合材料为基质, 通过掺杂MnO2制备一种新型电解铝所用的陶瓷惰性阳极, 并对添加MnO2的阳极材料的综合性能进行了考察. 研究了MnO2对烧结性能的影响, 并对样品进行了静态腐蚀实验的研究, 测定了样品在500~1000 ℃下电导率随温度的变化. 研究结果表明, 添加MnO2有利于材料烧结且能改善材料的物化性能: 烧结样品晶粒生长完整, 致密度高; 耐高温和抗冰晶石熔盐腐蚀性能好, 平均腐蚀速率降为12.32 mm/year; 导电性能稳定、良好, 具有半导体的导电性质, 电导率随温度的升高而增大, 测得850 ℃时样品的电导率为67 S/cm.     

锂离子交换剂制备及交换反应动力学

通过XRD分析、Li＋抽出率βLi及Mn2＋溶出率γMn的计算，考察了不同焙烧温度及抽锂剂对前驱体锂锰氧化物LiMn2O4结构及稳定性的影响.结果表明, 750 ℃下焙烧2 h，并使用过硫酸铵(NH4)2S2O8作抽锂剂，制备的Li＋交换剂MnO2(Li)对Li＋的交换容量αLi较大.另外，通过Li＋在固液两相间分配系数的测定及交换反应动力学实验，对离子交换反应机理进行了研究，并建立了有限浴条件下MnO2(Li)离子交换反应动力学模型.结果表明,该离子交换过程近似符合颗粒扩散控制；交换反应主要发生在交换剂颗粒外层；提出的动力学模型与实验结果符合较好.     

纳米MnO_2粉体的固相合成及其电化学性能 (Ⅲ)固相氧化还原反应合成纳米α-MnO_2的性能

纳米材料在光、电、磁方面的特性使其在催化,磁性材料,传感器,医学,生物学等方面有特殊应用．纳米材料比常规电极在电化学性能方面有一定的优越性［１～５］．已成功地合成出多种纳米材料［６,７］．本文采用固相氧化还原反应体系直接合成出纳米αＭｎＯ２,并用Ｘ...     

单一基质白光荧光粉Ca0.955-xAl2Si2O8:0.045Eu2+,xMn2+的晶胞参数变化和光谱特性

利用高温固相反应制备了Ca_(0.955-x)Al_2Si_2O_8∶0.045Eu~(2+),xMn~(2+)(x=0,0.05,0.10,0.15,0.20,0.25,0.30,0.325,0.35,0.375,0.40,0.425)一系列试样,系统研究了Mn~(2+)取代基质中Ca~(2+)进入晶格中对其晶胞参数和光谱特性影响。Mn~(2+)以类质同相替代Ca~(2+)进入晶体晶格中,形成了连续固溶体,试样均为三斜晶系,P空间群。随着Mn~(2+)掺杂量增加,晶胞参数(a,b,c,γ)和晶胞体积V均呈线性递减,且a轴减幅最大,b轴最小,晶面夹角(α,β)呈线性递增。在357 nm激发下,获得的Ca_(0.955-x)Al_2Si_2O_8∶0.045Eu~(2+),xMn~(2+)发射光谱均有Eu~(2+)的4f→5d跃迁产生的433 nm和Mn~(2+)的~4T_1(~4G)→~6A_1(~6S)跃迁产生的567 nm两个宽带谱组成。在荧光粉Ca_(0.955-x)Al_2Si_2O_8∶0.045Eu~(2+),xMn~(2+)中,Eu~(2+)与Mn~(2+)间存在能量传递,Eu~(2+)→Mn~(2+)间能量传递的临界距离R_(Eu-Mn)=0.947 1 nm,Eu~(2+)→Mn~(2+)能量传递过程为电四极-电四极的多极矩相互作用。通过改变Mn~(2+)掺杂量,在紫外芯片的有效激发下,荧光粉的发射光颜色可从蓝光区(0.158 2,0.086 0)逐渐移至近白光区(0.295 3,0.298 9),可获得一种紫外激发适用于白光LED的单一组分白色荧光粉。     

低浓度甲烷甲醇深度氧化Ag/La0.6Sr0.4MnO3催化剂

用柠檬酸溶胶－凝胶法制备钙钛矿型Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＭｎＯ３氧化物,并用Ａｇ对其进行修饰,制得Ａｇ／Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＭｎＯ３系列催化剂。结果表明,６％Ａｇ／Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＭｎＯ３催化剂上甲烷或甲醇氧化转化９５％时的反应温度Ｔ９５可低至７３５Ｋ（对ＣＨ４）或４２１Ｋ（对ＣＨ３ＯＨ）;适量Ａｇ的负载修饰并不改变催化剂基质氧化物Ｌａ０．６Ｓｒ０．４ＭｎＯ３的纳米级钙钛矿型结构;Ａｇ的掺杂诱使催     

低温等离子体场内复合不同晶型氧化锰催化降解甲苯性能和机理

作为典型的挥发性有机化合物,甲苯通常来源于建筑涂料、交通运输和各种工业生产过程,是PM2.5、臭氧和光化学烟雾的重要前驱体,对环境和人类健康造成巨大影响.近年来,低温等离子体技术因具有在常温常压下就能通过高能电子、活性氧物种和羟基等活性粒子有效降解挥发性有机物的优点而受到广泛关注.然而,高能耗和大量副产物的产生是等离子体技术工业化应用的巨大障碍.当前最有效的策略之一是将等离体技术与催化技术结合,从而加快反应速率,提高产品的选择性和能源利用率.在所应用的催化剂中,MnO2因具有较好的O3分解效率而成为最有潜力的催化剂之一.但是MnO2具有不同的晶型结构、隧道结构和形貌,这些均会显著影响MnO2的催化活性.本文通过一步水热法制备了α-,β-,γ-和δ-MnO2四种MnO2催化剂,并将其用于等离子体催化降解甲苯研究,在此基础上系统考察了等离子体催化降解性能和MnO2不同晶型之间的关系.结果表明,当能量密度为160 J/L时,等离子体单独降解甲苯去除效率为32.5%.引入催化剂能够显著提高甲苯的降解效率,其中α-MnO2效果最显著,甲苯降解效率能够提升至78.1%,β-,γ-和δ-MnO2能够相应提升至47.4%,66.1%和50.0%.采用X射线衍射、拉曼光谱、扫面电子显微镜、透射电子显微镜、比表面积-孔结构分析、氢气程序升温还原和X射线光电子能谱等手段研究了催化剂的理化特性.结果表明,隧道结构、催化剂在等离子体中的稳定性、Mn–O键能和催化剂表面吸附氧均在等离子体催化降解甲苯中发挥了重要作用.在此基础上,通过GC-MS分析降解产生的气相副产物推断甲苯在等离子体和等离子体催化体系中的降解机理.在等离子体催化体系中,通过Mn4+,Mn3+和Mn2+价态的变化,等离子体产生的O3,O2*和其他活性自由基会被吸附到催化剂表面,随后与催化剂吸附的甲苯或中间副产物发生氧化还原反应,将甲苯氧化为CO2等小分子物质.此外,MnO2作为分解O3最有效的催化剂,可以吸附O3并将其分解为O?或者与H2O生成?OH参与到反应中,从而提高甲苯的降解效率.     

Kinetics for the Oxygen Evolution Reaction and Application of the Ti/SnO<Subscript>2</Subscript> + RuO<Subscript>2</Subscript> + MnO<Subscript>2</Subscript> Electrode

A Ti/SnO₂ + RuO₂ + MnO₂ electrode was prepared by thermal decomposition of their salts. Results from SEM and XPS analyses, respectively, indicate that the coating layer exhibits a compact structure and the oxidation state of Mn in the coating layer is +IV. The experimental activation energy for the oxygen evolution reaction, which increased linearly with increasing overpotential, is about 8 kJ⋅mol⁻¹ at the equilibrium potential (η=0). The electrocatalytic characteristics of the anode are discussed in terms of ligand substitution reaction mechanisms (Sn1 and Sn2). It was found that the transition state for oxygen evolution at the anode in acidic solution follows a dissociative mechanism (Sn1 reaction). The Ti/SnO₂ + RuO₂ + MnO₂ anode in conjunction with UV illumination was used to degrade phenol solutions, where the concentration of phenol remaining was determined by high-performance liquid chromatography (HPLC). The results indicate that the degradation efficiency of phenol on the anode can reach 96.3% after photoelectrocatalytic oxidation for 3 h.     

MnOx／Al2O、MnOx／BaO—Al2O3催化剂的制备、表征及其对甲烷低温燃烧的催化活性

改变锰的负载最及前驱体,制备了MnOx/Al2O、MnOx/BaO-Al2O3系列催化剂;采用X-射线衍射（XRD）、程序升温还原（TPR）对催化剂进行表征,并考察了BaO的加入对CH4低温燃烧催化活性的影响。结果表明,用醋酸锰作前驱体与用硝酸锰制备的催化剂相比,其活性组分分散性好、氧中心活性高,催化CH4低温燃烧的活性高。在Al2O3载体中掺入BaO,催化剂的氧中心数目的没有明显变化,但氧中心活性有所下降,因而降低了对CH4低湿燃烧的催化活性。     

Ti／SnO2＋Sb2O3／PbO2阳极的性能研究

以ＳＥＭ、ＥＤＳ和ＸＲＤ研究Ｔｉ／ＳｎＯ２＋Ｓｂ２Ｏ３／ＰｂＯ２阳极，测定该阳极在１ｍｏｌ／ＬＨ２ＳＯ４中的使用寿命及其电化学参数ａ，ｂ，ｉ０并用双位垒模型讨论了其动力学参数。结果表明该电极具有优良的电化学性能和较长的使用寿命。     

MnO2/C复合材料的电化学电容特性研究

应用乙炔黑直接还原高锰酸钾制备MnO2/C复合材料.样品结构及性能由XRD和SEM表征.研究了MnO2/C电极(正极)在不同电解液中的法拉第"准电容行为",及其循环伏安、交流阻抗与恒电流充放电等性能.实验表明,MnO2/C复合材料具有良好的电化学电容特性.在1 mol/L的KOH电解液中和电流密度为5 mA/cm2下,MnO2/C复合材料的比电容量可达258 F/g,并表现出良好的循环性能.     

Mn改性Ni/K/MoS2合成低碳醇催化剂反应性能研究

以不同的添加方式在Ni/K/MoS2催化剂中加入Mn助剂，考察其合成醇反应性能。结果表明，Mn/Ni/K/MoS2催化剂具有较好的合成低碳混合醇反应性能。共沉淀法以醋酸锰为前驱体加入0.6%的Mn助剂后，C2+含量，醇时空产率及选择性均明显提高;分步沉淀法使Mn的加入量增加到0.6%，醇时空产率明显增加。以浸渍法按化学计量加入Mn助剂考察其含量对催化剂合成醇性能的影响，当Mn/Mo（原子比）为1∶时，反应条件为315 ℃, 9.5 MPa, 6 000 h－1，醇时空产率和醇选择性分别达到最高值0.338?g/mL·h和69.6%。300 h的稳定性测试结果表明，共沉淀法改性的催化剂具有良好的稳定性。     

SbOx+SnO2中间层对Ti/MnO2电极性能的影响

采用热分解方法制备了含SbO_x+SnO₂中间层的钛基二氧化锰电极. 在0.5 mol·L^-1 H₂SO₄溶液中对添加和没有添加SbO_x+SnO₂中间层的二氧化锰阳极进行了加速电解试验. 采用极化曲线和循环伏安曲线测量电极的析氯反应. 用循环伏安曲线和电化学阻抗谱来分析电极电解过程中内部结构和表面的变化. 结果表明, 二氧化锰阳极钝化失效的主要原因是绝缘的TiO₂层的生成和变厚. 引入中间层可以降低钛基体和活性涂层间的电阻, 并且在电解过程中, 可以显著延缓接触电阻的升高, 从而可以显著提高其寿命.     

工艺参数对o-LiMnO2相纯度及Li1.6Mn1.6O4合成的影响及作用（英文）

以MnSO4,KMnO4及LiOH为原料,经水热处理后得到LiMnO2,再由固相焙烧得到尖晶石相Li1.6Mn1.6O4,酸洗处理后得到锂离子筛。研究了水热温度,氧气和MnO4-/Mn2+的物质的量之比(nMnO4∶nMn^2+)对所得LiMnO2的组成及相应前驱体Li1.6Mn1.6O4酸处理中Mn溶损率的影响。开路电势测量及化学分析表明,氧气会参与反应。若按照理论氧化剂用量nMonO4∶nMn^2+=1∶4进行水热反应会导致杂质Li2MnO3和LiMn2O4的生成。若控制水热温度为160℃,nMnO4∶nMn^2+=1∶6时可得到纯相正交LiMnO2(o-LiMnO2)。所得离子筛在高镁锂比盐湖卤水中Li+吸附容量可达42.87 mg·g^-1,且对Li+具有优异的选择吸附性并遵循化学吸附过程。经过5个循环后吸附容量保持在37.21 mg·g^-1,锰溶损率降至0.34%。     

Mn~(2+)掺杂NaBiF_4∶Yb/Er体系的可调控上转换发光

采用溶剂热法制备了不同Mn~(2+)掺杂量的NaBiF_4∶Yb/Er/Mn上转换发光体系,研究了其形貌、晶相、上转换发光性能随Mn~(2+)掺杂量的变化,并探讨了该体系的能量传递机理.实验结果表明,Mn~(2+)的掺杂不会引起NaBiF_4从六方相转变为立方相,但会增大其尺寸;同时在NaBiF_4体系中,Mn~(2+)可以与Er~(3+)进行能量传递,使红光发射得到增强,并且随着Mn~(2+)浓度的增加,红/绿光发射强度比也会随之增大.此外,还考察了NaBiF_4∶Yb/Er/Mn体系的变温发射光谱,发现当温度升高时,红/绿光强度比以及520 nm绿光与540 nm绿光发射强度比都总体上呈增大趋势.     

Sn-Cl共掺杂的锂离子正极材料Li2MnO3的结构及电化学性能研究

以乙酸盐为原料,柠檬酸为络合剂,通过溶胶-凝胶的方法制备富锂阴极材料Li₂MnO₃,选用草酸亚锡(SnC₂O₄)为锡源,用Sn ⁴⁺代替Mn ⁴⁺,获得不同掺杂量的材料. 适当含量的Sn ⁴⁺掺杂可以提高材料的放电比容量,在低电流下获得256.3 mAh·g ^-1的高放电比容量,但由于Sn ⁴⁺离子半径过大,不能起到稳定结构的作用,材料的倍率性能较差. 在此基础上,选用氯化亚锡(SnCl₂)进行掺杂改性,在材料中同时引入Sn ⁴⁺和Cl ^-掺杂,获得了层状结构更完整的粉末样品. 通过共掺杂改性的阴极材料可以在20 mA·g ^-1的电流密度,经过80圈的循环仍然保持153 mAh·g ^-1的放电比容量,且此时还未出现衰减现象,库仑效率保持在96%以上;在400 mA·g ^-1的电流密度下提供的比容量可高达116 mAh·g ^-1,是未掺杂样品的2倍左右.     

Comparative Studies on Structure and Electronic Properties Between Thermal Lithiated Li_(0.5)MnO_2 and LiMn_2O_4

Monoclinic Li0.5MnO2 was synthesized by solid state reaction and the spectral and magnetic properties were studied in comparison with those of spinel LiMn2O4.The XRD pattern and Raman spectrum of Li0.5MnO2 are different from those of LiMn2O4,which indicate the different long-range and short-range crystal structure.XPS result shows the binding energies of 2p3/2 and 2p1/2 in Li0.5MnO2 are located at 642.3 and 653.6 eV,respectively.Through fitting the XPS spectra,the valence state of Mn ion in Li0.5MnO2 coincides with that in LiMn2O4.The high-temperature susceptibility of Li0.5MnO2 can be fitted by Curie-Weiss law whose Curie and Weiss constants are 33 A·m2·K/(mol·T) and-277(6) K,respectively.Although Li0.5MnO2 shows spin glass ground state,the transition temperature of Li0.5MnO2 is about 9 K lower than that of LiMn2O4.     

Formation of Nanostructured MnO/Co/Solid–Electrolyte Interphase Ternary Composites as a Durable Anode Material for Lithium‐Ion Batteries

Nanoporous MnO frameworks with highly dispersed Co nanoparticles were produced from MnCO₃ precursors prepared in a gel matrix. The MnO frameworks that contain 20 mol % Co exhibited excellent cycle performance as an anode material for Li‐ion batteries. The solid–electrolyte interphase (SEI) formed in the frameworks through the electrochemical reaction mediates the active materials, such as MnO, Mn, and Li₂O, during the conversion reaction in the charge–discharge cycle. The Co nanoparticles and SEI provide the electron and Li‐ion conductive networks, respectively. The ternary nanocomposites of the MnO framework, metallic Co nanoparticles, and embedded SEI are categorized as durable anode materials for Li‐ion batteries.     

电合成2,2-二羟甲基丙酸

制备Ti/SnO2+Sb2O4/PbO2电极,电极的组分及其价态由XRD和XPS表征;该电极可将2,2-二羟甲基丙醛直接电合成2,2-二羟甲基丙酸.应用高效液相色谱分析原料和产物,电化学方法研究电合成影响因素,包括:2,2-二羟甲基丙醛浓度、溶液pH值、反应温度和氧化电位等.在优化条件下(pH=1,C醛=0.10 mol.L-1,t=15℃,E=1.8 V)电合成2,2-二羟甲基丙酸的转化率为58%,选择性36%,电流效率28%.本法为该产物的合成提供了一种新的途径.     

Theoretical investigation of the reaction of Mn+ with ethylene oxide

The potential energy surfaces of Mn(+) reaction with ethylene oxide in both the septet and quintet states are investigated at the B3LYP/DZVP level of theory. The reaction paths leading to the products of MnO(+), MnO, MnCH(2)(+), MnCH(3), and MnH(+) are described in detail. Two types of encounter complexes of Mn(+) with ethylene oxide are formed because of attachments of the metal at different sites of ethylene oxide, i.e., the O atom and the CC bond. Mn(+) would insert into a C-O bond or the C-C bond of ethylene oxide to form two different intermediates prior to forming various products. MnO(+)/MnO and MnH(+) are formed in the C-O activation mechanism, while both C-O and C-C activations account for the MnCH(2)(+)/MnCH(3) formation. Products MnO(+), MnCH(2)(+), and MnH(+) could be formed adiabatically on the quintet surface, while formation of MnO and MnCH(3) is endothermic on the PESs with both spins. In agreement with the experimental observations, the excited state a(5)D is calculated to be more reactive than the ground state a(7)S. This theoretical work sheds new light on the experimental observations and provides fundamental understanding of the reaction mechanism of ethylene oxide with transition metal cations.     

MnOx/ZrO2催化剂表面氧性能

采用ＸＲＤ，ＴＰＤ和ＴＰＲ等技术研究了ＭｎＯｘ／ＺｒＯ２催化剂的表面特性，结果表明，ＺｒＯ２表面的ＭｎＯｘ物种主要以Ｍｎ２Ｏ３和ＭｎＯ２形态存在，经还原－氧化处理后，ＭｎＯｘ物种的分散状况趋好。Ｍｎ－Ｚｒ之间的相互作用促进ＭｎＯ２的分解，而抑制Ｍｎ２Ｏ３的分解。