超小尺寸碳载Mn_(3)O_(4)纳米催化剂制备及其催化性能

作     者：陈润奇 颜雨坤 温国栋 周杨韬 那铎 张劲松 CHEN Runqi;YAN Yukun;WEN Guodong;ZHOU Yangtao;NA Duo;ZHANG Jinsong

作者机构：中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心辽宁沈阳110016 中国科学技术大学材料科学与工程学院辽宁沈阳110016 

出 版 物：《精细化工》 (Fine Chemicals)

年 卷 期：2023年第40卷第3期

页      面：592-599,607页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

基　　金：辽宁省自然科学基金(2021-MS-013) 沈阳材料科学国家研究中心青年科学基金项目(L2019F6,L2019F15和L2019F30) 

主　　题：聚乙烯醇 沉淀法 稳定剂 Mn_(3)O_(4) 类芬顿 亚甲基蓝 功能材料 

摘      要：以MnCl_(2)为原料,聚乙烯醇(PVA)为稳定剂,利用PVA介导沉淀法制备Mn_(3)O_(4)纳米粒子(PVA/Mn_(3)O_(4)),进一步将冻干的PVA/Mn_(3)O_(4)复合物炭化制备了超小尺寸的Mn_(3)O_(4)-C催化剂。使用XRD、XPS、TEM、BET表征制备材料的结构和形貌,发现PVA能够有效减小Mn_(3)O_(4)在制备过程中的聚集和长大。无PVA介导沉淀法制备的Mn_(3)O_(4)-P平均粒径为(38.8±9.3)nm。加入PVA后,制备过程中PVA分子链间的Mn_(3)O_(4)纳米粒子平均粒径为(3.2±0.8)nm,经过Ar保护炭化处理后,平均粒径为(4.5±1.2)nm的Mn_(3)O_(4)纳米粒子被均匀固定在碳基底上。制备的Mn_(3)O_(4)-C催化剂具有高效的类芬顿催化降解亚甲基蓝(MB)的能力,在MB质量浓度为40 mg/L的40 mL溶液中,催化剂质量浓度为75 mg/L,H_(2)O_(2)投加量为4 mL,反应时间为40 min,反应温度为80℃的条件下,MB的降解率为94.4%。催化剂经过3次循环使用后,MB的降解率保持在91.1%,且碳基底上的Mn_(3)O_(4)纳米粒子结构和形貌与使用前相似。