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(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：吳文麗指導(dǎo)教師：劉成倫教授專業(yè)：化學(xué)學(xué)科門類：理學(xué)重慶大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院二O一四年五月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要δ–MnO2具有優(yōu)異的化學(xué)和電化學(xué)性能，被廣泛應(yīng)用于電源、催化和吸附等領(lǐng)域。我國(guó)錳礦資源豐富，但可直接應(yīng)用的富礦較少，貧礦卻堆積成山，因此研究如何合理、經(jīng)濟(jì)有效地利用低品位錳礦，對(duì)于解決我國(guó)錳資源供求問(wèn)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(shí)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(guò)電化學(xué)法制備δ–MnO2，并探討其活性。酸浸除雜后，制得MnSO4精制溶液，結(jié)果表明：氧化亞鐵離子時(shí)，化學(xué)MnO2的最佳用量為2g；除鐵、鋁的最佳反應(yīng)時(shí)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(duì)樣品進(jìn)行表征和分析，得到如下結(jié)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(dá)138.66m2g，平均孔徑為7.4nm，屬于中孔材料。δ–MnO2對(duì)亞甲基藍(lán)的脫色率較高，在0.5h內(nèi)達(dá)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(dá)到55%左右。另外，反應(yīng)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(lán)之間存在電荷轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。亞甲

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