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二氧化锰在自然界中广泛存在。不同的外界条件导致了锰氧八面体有着不同的排列方式,锰氧八面体不同的排列方式使二氧化锰有着不同的晶型和表面。由于不同的晶型和表面会影响二氧化锰的性质,这样使二氧化锰在各个领域中都有着重要的用途。因此,了解不同晶型和表面对二氧化锰性质的影响对二氧化锰在各个领域上的延伸与发展有着十分重要的意义。 本文使用水热法合成了具有(001)表面的线状α晶型的二氧化锰、具有(001)和(110)表面的柱子状β晶型的二氧化锰、具有(101)和(110)表面的钳子状β晶型的二氧化锰。用三种合成的二氧化锰对砷离子进行吸附和催化氧化实验来确定二氧化锰晶型和表面对其性质的影响。从实验结果可以得出:发现三种二氧化锰均可以很好地拟合准二级动力学方程,说明了三种二氧化锰在吸附砷离子的过程中是存在共用电子对或者电子交换的现象。同时发现用Langmiur热力学模型可以更好地模拟二氧化锰吸附砷离子的过程,这说明了二氧化锰吸附砷离子的过程中是处在一个动态平衡的条件下的;二氧化锰的表面各点的性质是一致的;而且是单层吸附而不是多层吸附的。另外一方面,三种二氧化锰的pH值效应在吸附和催化氧化实验中是相似的。这说明了二氧化锰的晶型和表面会影响其吸附砷离子,同时也会影响其催化氧化砷离子。同时在吸附和催化氧化实验的数据中可以得到二氧化锰的表面在其吸附和催化氧化砷离子的过程中影响要大于晶型对其的影响。对不同晶型和表面的三种二氧化锰进行电化学测试来确定其电化学性能。从CV的测试结果可以得到,钳子状β晶型的二氧化锰的可逆稳定性和电容值要比其他两种二氧化锰要高。为了进一步了解三种二氧化锰的电化学性能,对三种二氧化锰进行了EIS测试。通过对比三种二氧化锰的EIS图和拟合的等效电路图可以得出:钳子状β晶型的二氧化锰的电荷转移阻抗要比其他两种二氧化锰要小,电容性要比其他两种二氧化锰要高。钳子状β晶型二氧化锰是三种合成的二氧化锰当中性能最好的电容材料。