二氧化锰在污水处理和超级电容器上的应用

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二氧化锰由于资源丰富,价格低廉,对环境友善,电化学性能好,已被广泛应用于超级电容器电极材料的研究。   本论文开展了二氧化锰纳米棒的制备及在酸性橙Ⅱ降解中的应用研究,以及层状二氧化锰的制备及在超级电容器中的应用研究,主要研究结果如下:   1.水热法制备了一维MnO2纳米棒,用于酸性橙Ⅱ降解中,并在本文中探讨了在酸性橙Ⅱ降解过程中几个重要因素。酸性橙Ⅱ初始浓度,MnO2纳米棒浓度和质子的浓度的反应级数分别是-0.76、0.37和0.12。可以发现:0.5 gL-1MnO2纳米棒对pH 2的60ppm酸性橙Ⅱ的降解效率为99%;酸性橙Ⅱ降解反应的活化能为17.3 kJ mol-1;降解机理包括物理吸附和化学降解;MnO2纳米棒还显示了优良的循环性能。因此二氧化锰纳米棒可以有效的降解污水中的酸性橙Ⅱ。   2.采用化学沉淀法制备水钠锰矿:在273K下,将50mL的5.0mol L-1NaOH溶液加入40mL的0.5molL-1MnCl2溶液中不断搅拌得到Mn(OH)2沉淀,同时通氧气5小时得到水钠锰矿。通过X射线衍射(XRD)和电子扫描电镜(SEM)对制得的水钠锰矿的结构和形貌进行表征,并用循环伏安法(CV)、恒流充放电法以及交流阻抗法(EIS)对制得的水钠锰矿在1 mol L-1Na2SO4溶液中进行电化学性能的测试。结果表明水钠锰矿电极材料具有较好的电容性能和循环性。循环伏安结果表明在2mV s-1扫描速率下,1mol L-1Na2SO4的电解液中其比电容最高可以达到160Fg-1,而且经历800循环后其比电容还能保持在原来的81.9%,表现了良好的稳定性。所有的实验结果表明,水钠锰矿的电化学性能稳定。
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