模板法硅酸锰、碳酸锰核壳结构的制备及催化性能研究

发布时间：2018-02-24 15:31

  本文关键词： 模板法 硅酸锰 碳酸锰 核壳结构 铈掺杂 苯酚　出处：《青岛科技大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：硅酸锰是一种环境友好型催化剂材料,硅酸锰核壳结构有较大的比表面积和良好的通透性,在污水处理方面表现出可观的应用前景。铈元素具有特殊的电子层结构,通常表现出优秀的化学和物理性质,在硅酸锰核壳结构催化剂中掺杂适当的铈元素,对于改善硅酸锰催化剂的性能具有重要意义。三氧化二锰在催化剂、磁性功能材料、电极材料等领域应用广泛,一般通过煅烧碳酸锰得到,制备特定结构的碳酸锰是获得性能优秀的三氧化二锰的重要步骤。本论文的研究内容及成果主要包含以下几方面：1.二氧化硅/硅酸锰核壳结构的制备及表征以四水乙酸锰为锰源,二氧化硅微球为模板,采用水热法,在添加氨水的碱性溶液体系中,制备出了二氧化硅/硅酸锰核壳结构。研究了二氧化硅模板大小、原料混合方式、原料配比、反应时间、反应温度、溶液pH值等因素对其形貌和结构的影响。以500 nm粒径的二氧化硅为模板,用氨水调节溶液pH=9,在140℃下水热反应12h可得粒径均一、分散性良好的二氧化硅/硅酸锰核壳结构。2.铈掺杂二氧化硅/硅酸锰核壳结构的制备及表征以六水硝酸亚铈为铈源,四水乙酸锰为锰源,二氧化硅微球为模板,采用水热法,在添加氨水的碱性溶液体系中,制备出了不同铈掺杂浓度的二氧化硅／硅酸锰核壳结构和硅酸锰空心球结构。并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能量分散谱仪、BET比表面积分析仪和程序升温还原装置等测试手段对产物进行了表征。3.铈掺杂二氧化硅/硅酸锰核壳结构的催化性能评价将水热法制备得到的铈掺杂二氧化硅／硅酸锰核壳微球应用于催化高锰酸钾氧化去除水中痕量苯酚,并通过紫外-可见分光光度法测量了废水中的余酚含量,研究了催化剂的活性。探讨了反应时间、铈掺杂浓度、催化剂结构和催化剂投加量对苯酚降解率的影响。随反应时间延长,苯酚的降解率越高；铈元素的掺杂可提高催化剂的活性,最佳掺杂量为3 mol%；空心球结构比核壳结构催化剂有更高的活性；一定范围内,随着催化剂投加量的增大,苯酚的降解率升高。4.二氧化硅/碳酸锰核壳结构的制备及表征以四水乙酸锰和尿素为反应物,二氧化硅微球为模板,在水热条件下合成了二氧化硅/碳酸锰核壳结构,并经过煅烧得到了二氧化硅/三氧化二锰核壳结构。采用综合热分析仪、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、BET比表面积分析仪等测试手段对产物进行了表征,并研究了尿素浓度及二氧化硅模板用量对产物形貌的影响。
[Abstract]:Manganese silicate is an environment-friendly catalyst material. The core-shell structure of manganese silicate has a large specific surface area and good permeability. It is of great significance to improve the performance of manganese silicate catalyst by doping the appropriate cerium element in the structure of manganese silicate core-shell structure. Electrode materials and other fields are widely used, generally obtained by calcination of manganese carbonate, The preparation of manganese carbonate with specific structure is an important step to obtain excellent manganese trioxide. The research contents and achievements in this thesis mainly include the following aspects: 1. Preparation and characterization of silica / manganese silicate core-shell structure. Manganese acetate in water is manganese source. Silicon dioxide / manganese silicate core-shell structure was prepared by hydrothermal method in alkaline solution system containing ammonia. The size of silica template, raw material mixing mode, raw material ratio and reaction time were studied. The effect of reaction temperature and pH value on the morphology and structure of silica was investigated. The particle size of silica was uniform at 140 鈩，

本文编号：1530785