探索納米結(jié)構(gòu)錳氧化物的制備及催化處理染料廢水

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1、Y870249納米結(jié)構(gòu)錳氧化物的制各及催化處理染料廢水SynthesisofNanostructuredManganeseOxidesandTheirCatalyticApplicationsinDyingWasteWaterTreatment作者姓名韭屋威學(xué)科、專業(yè)(工程領(lǐng)域)他堂工苧導(dǎo)師及職稱瑟衛(wèi)塹熬援2006年5月20日納米結(jié)構(gòu)錳氧化物的制備及催化處理染料廢水摘要本文以納米結(jié)構(gòu)前驅(qū)體3'-MnOOH納米棒為原料,對(duì)其進(jìn)行熱處理相繼制備出p-Mn02納米棒、Mn203納米棒和Mn304納米棒。利用熱分析和XRD對(duì)Y-MnOOH煅燒過(guò)程所得產(chǎn)物進(jìn)行物相分析

2、。當(dāng)在空氣中于250一1050℃溫度范圍內(nèi)煅燒時(shí),前驅(qū)物T-MnOOH首先轉(zhuǎn)化為p.Mn02,再進(jìn)一步氧化為Mn203,最終轉(zhuǎn)變?yōu)镸n304。當(dāng)在N2氣氛條件下,Y.MnOOH在500。C就可以直接轉(zhuǎn)化為Mn304。經(jīng)TEM和HRTEM分析,所得的錳氧化物保持了與前驅(qū)物7-MnOOH相似的形貌。另以市售MnC03為前驅(qū)物進(jìn)行熱分解以及采用水熱法分別制備出了Mn203微米球和Mn304納米粒子。將所得納米結(jié)構(gòu)錳氧化物應(yīng)用到染料廢水處理,能催化H202氧化分解亞甲基藍(lán)染料。納米結(jié)構(gòu)錳氧化物在H202氧化分解亞甲基藍(lán)染料過(guò)程的催化性能研究表明13-Mn02納米棒、

3、Mn203納米棒、Mn304納米粒子的催化性能分別高于市售Mn02,Mn203微米球和Mn304納米棒。在3-Mn02納米棒、Mn203納米棒、Mn304納米粒子為催化劑條件下,分別研究了亞甲基藍(lán)初始濃度、H202濃度、催化劑用量對(duì)亞甲基藍(lán)脫色率的影響。動(dòng)力學(xué)研究表明以3-Mn02納米棒、Mn203納米棒、Mn304納米粒子為催化劑的反應(yīng)級(jí)數(shù)分別為2.5級(jí)、1級(jí)、1級(jí),其反應(yīng)速率常數(shù)分別為1.677(mol/L)-1.5min~、O.00724min~、0.01479min~。經(jīng)COD、紫外一可見(jiàn)光譜、氣相色譜、紅外光譜分析表明,亞甲基藍(lán)分子結(jié)構(gòu)在催化反應(yīng)過(guò)

4、程遭到破壞,轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)小分子及二氧化碳等物質(zhì)。關(guān)鍵詞:納米結(jié)構(gòu);錳氧化物:亞甲基藍(lán);H202;催化SynthesisofNanostrueturedManganeseOxidesandTheirCatalyticApplicationsinDyingWasteWaterTreatmentAbstractSingle-crystallinenanorodsofD—Mn02,Mn203andMn304weresuccessfullysynthesizedviatheheat—treatmentofy-MnOOHnanorods,whichwereprepared

5、throughahydrothermalmethodinadvance.ThecalcinationprocessofT-MnOOHnanorodswasstudiedwiththehelpofThermogravimetricanalysisandX—raypowderdiffraction.Whenthecalcinationswereconductedinairfrom250℃to1050"C,theprecursorT-MnOOHwasfirstchangedtoB—Mn02,thentoMn203andfinallytoMn304.Whencalc

6、inedinN2atmosphere,7-MnOOHwasdirectlyconvertedintoMn304ataslowas500。C.Transmissionelectronmicroscopy(TEM)andhigh-resolutionTEMwerealsousedtocharacterizetheproducts.Theobtainedmanganeseoxidesmaintaintheone-dimensionalmorphologysimilartotheprecursor7-MnOOHnanorods.Furtherexperimentss

7、howthattheas—preparednanostructuredmanganeseoxideshavecatalyticeffectsontheoxidationanddecompositionofthemethyleneblue(MB)dyewithH202.TheresultsindicatethatthecatalyticactivityofD—Mn02nanorods,Mn203nanorodsandMn304nanoparticlesishigherthanthatofcommercialMn02,Mn203microspheresandMn

8、304nanorodsrespectively.Th

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