低品位菱錳礦電沉積制備活性二氧化錳及其性能研究.pdf

1、低品位菱錳礦電沉積制備活性二氧化錳及其性能研究重慶大學碩士學位論文（學術學位）學生姓名：吳文麗指導教師：劉成倫教授專業(yè)：化學學科門類：理學重慶大學化學化工學院二O一四年五月重慶大學碩士學位論文中文摘要I摘要δ–MnO2具有優(yōu)異的化學和電化學性能，被廣泛應用于電源、催化和吸附等領域。我國錳礦資源豐富，但可直接應用的富礦較少，貧礦卻堆積成山，因此研究如何合理、經(jīng)濟有效地利用低品位錳礦，對于解決我國錳資源供求問題以及保證錳類產(chǎn)品行業(yè)的可持續(xù)發(fā)

2、展具有極其重要的現(xiàn)實意義。本文以重慶秀山低品位菱錳礦為原料，采用酸浸法回收Mn，通過電化學法制備δ–MnO2，并探討其活性。酸浸除雜后，制得MnSO4精制溶液，結果表明：氧化亞鐵離子時，化學MnO2的最佳用量為2g；除鐵、鋁的最佳反應時間為1h，最佳溫度為85℃。以精制的MnSO4溶液為原料，在恒壓恒溫下電沉積制備δ–MnO2，并用XRD、XPS、IR、N2吸附和SEM等手段對樣品進行表征和分析，得到如下結果：合成δ–MnO2的最優(yōu)條件

3、為：Mn︰K為1︰20，電壓為2.0V；所得δ–MnO2的層間距為0.75nm；產(chǎn)品純度高；表面富含–OH；形貌均一，呈片狀分布；比表面積高達138.66m2g，平均孔徑為7.4nm，屬于中孔材料。δ–MnO2對亞甲基藍的脫色率較高，在0.5h內(nèi)達到95%，將δ–MnO2回收利用4次，發(fā)現(xiàn)脫色率逐漸降低，但最終仍能達到55%左右。另外，反應溶液的特征吸收峰發(fā)生了遷移，且存在游離Mn，證明了δ–MnO2與亞甲基藍之間存在電荷轉移現(xiàn)象。亞甲

4、基藍的脫色率隨δ–MnO2投入量的增加而呈上升趨勢，反之，則呈下降趨勢。酸性條件下，δ–MnO2對亞甲基藍的脫色率都能達到90%以上。而在堿性條件下亞甲基藍的脫色率都很低，當pH=8和pH=10時，1h內(nèi)脫色率分別只達到了39%和17%。亞甲基藍的氧化反應的速率隨著反應初始濃度的增加而增加，且該反應符合LangmuirHinshelwood動力學方程，其速率常數(shù)為1.98mgL﹒min，吸附常數(shù)為0.79Lmg。δ–MnO2對垃圾滲濾液