纳米二氧化锰催化性能及其对聚四氟乙烯摩擦学性能影响的研究

发布时间：2021-05-05 16:27

　　二氧化锰是一种资源广泛、价格低廉、电化学催化性能好,并且具备优良的氧还原的特性,已被作为氧气还原催化剂加以研究。随着近几年的金属-空气电极、燃料电极开发,二氧化锰再次得到电化学工作者的青睐,其在氧还原反应的应用颇受关注。本课题首先开展了纳米二氧化锰氧还原性能研究,采用水热合成技术制备了α-、β-二氧化锰及其与活性炭、乙炔黑和氧化石墨的复合材料,采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）来表征纳米二氧化锰复合材料的结构和外貌。通过循环伏安法、线性扫描伏安法、电化学阻抗谱、塔菲尔极化测试等电化学方法研究了其对氧还原的催化性能,并对其作用机制进行了初步分析。试验研究结果表明:在一定条件下,纯二氧化锰的氧还原催化性能大小:α-MnO2>β-MnO2;二氧化锰复合材料对氧还原催化性能的作用大小也不相同,但总体来说乙炔黑的加入在一定程度上增强了纯二氧化锰的氧还原催化性能,且MnO2/乙炔黑复合材料要强于其他二氧化锰复合材料的氧还原催化性能。其次,开展了纳米二氧化锰催化过氧化氢降解亚甲基蓝染料废水的研究。结果表明,MnO2/氧化石墨复合材料对染料具有显著的降解... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 纳米二氧化锰结构及性质
        1.1.2 国内外研究现状
    1.2 阴极氧还原研究
        1.2.1 氧还原反应机理
        1.2.2 氧还原研究方法
    1.3 染料废水处理现状
    1.4 摩擦学研究
    1.5 课题研究的目的与研究内容
        1.5.1 课题研究的目的及意义
        1.5.2 课题研究内容
第2章 纳米二氧化锰及其复合材料的制备与表征
    2.1 实验材料与仪器
    2.2 实验方法
        2.2.1 纳米二氧化锰及其复合材料的制备
        2.2.2 纳米二氧化锰及其复合材料的表征
    2.3 实验结果分析
        2.3.1 X射线衍射分析
        2.3.2 透射电子显微镜分析
        2.3.3 扫描电子显微镜分析
    2.4 本章小节
第3章 纳米二氧化锰的氧还原性能研究
    3.1 实验材料与仪器
    3.2 实验方法
        3.2.1 工作电极的制备
        3.2.2 电化学测试技术
    3.3 实验结果分析
        3.3.1 循环伏安法研究
        3.3.2 线性扫描伏安法研究
        3.3.3 电化学阻抗谱研究
        3.3.4 塔菲尔极化曲线研究
    3.4 本章小节
第4章 纳米二氧化锰对染料的催化降解研究
    4.1 实验药品和仪器
    4.2 实验方法
        4.2.1 纳米二氧化锰降解染料实验方法
        4.2.2 标准曲线及脱色率的计算方法
    4.3 实验结果分析
        4.3.1 反应机理分析
        4.3.2 催化剂种类的影响
        4.3.3 催化剂添加量的影响
        4.3.4 过氧化氢添加量的影响
        4.3.5 稳定性测试
    4.4 本章小结
第5章 纳米二氧化锰对PTFE摩擦学性能影响的研究
    5.1 实验药品和仪器
    5.2 实验方法
        5.2.1 二氧化锰/聚四氟乙烯复合材料的制备
        5.2.2 摩擦磨损实验
        5.2.3 二氧化锰/聚四氟乙烯复合材料的表征
    5.3 实验结果分析
        5.3.1 X射线衍射分析
        5.3.2 热稳定性分析
        5.3.3 摩擦前SEM分析
        5.3.4 摩擦磨损实验
        5.3.5 摩擦后SEM分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间的主要任务和主要成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]重金属离子在二氧化锰上竞争/络合吸附行为的模拟[J]. 孙武,关小红.  四川环境. 2014(05)
[2]锂-二氧化锰电池的研究现状及展望[J]. 王平安,陈永杰,荆有泽,高庆.  电源技术. 2012(07)
[3]聚合物基复合材料摩擦学改性研究新进展[J]. 何健,李小红,张治军.  摩擦学学报. 2012(02)
[4]富锂锰电池材料的制备工艺及其性能[J]. 刘利雅,袁德林.  上海有色金属. 2011(03)
[5]二氧化锰/多壁碳纳米管复合材料对氧还原（ORR）催化作用的初步研究[J]. 冬连红,蔡晓华,程富民,丁克强.  河北科技大学学报. 2009(01)
[6]线性扫描伏安法与循环伏安法实验技术[J]. 何为,唐先忠,王守绪,王磊.  实验科学与技术. 2005(S1)
[7]二氧化锰对铜、铅离子的吸附研究[J]. 邹卫华,刘晨湘,江利,韩润平.  郑州大学学报(工学版). 2005(03)
[8]我国摩擦学研究的现状与发展[J]. 温诗铸.  机械工程学报. 2004(11)
[9]MnO2电极上氧还原的电催化机理[J]. 曹余良,杨汉西,艾新平,肖利芬.  电化学. 2003(03)
[10]纳米科学技术与纳米材料概述[J]. 王翠.  延边大学学报(自然科学版). 2001(01)

硕士论文
[1]水合二氧化锰除镉（Ⅱ）效能及机理的试验研究[D]. 杨磊三.哈尔滨工业大学 2010
[2]不同形态二氧化锰对重金属离子吸附行为的研究[D]. 王忺.南京林业大学 2008
[3]水热法制备纳米β-MnO2的研究[D]. 侯彦玲.北京化工大学 2007



本文编号：3170209