二氧化锰基纳米材料对重金属离子的去除及机理研究进展

重金属离子对人类健康和环境安全产生了严重威胁,因此重金属废水高效处理成为了环境领域最具挑战性的热点问题之一.二氧化锰(MnO_2)是一种环境友好型金属氧化物,具有来源广泛、成本低廉、形貌多样、晶型丰富、结构稳定、粒径可控等优异的性质,在重金属离子的去除应用上展现出巨大的潜力.近年来,人们利用MnO_2基纳米材料在重金属离子的有效治理方面开展了大量的研究.本文综述了MnO_2基纳米材料在重金属离子环境修复方面取得的研究进展,包括MnO_2的制备和改性方法,MnO_2基纳米材料在水溶液重金属离子去除中的应用及吸附作用机制,并对研究方向进行了总结和展望,旨在为进一步设计合成对重金属离子的吸附去除具有实际应用价值的MnO_2基纳米材料提供参考.     

纳米二氧化锰/还原态氧化石墨烯复合材料催化臭氧降解苯酚的研究

制备以还原态氧化石墨烯为载体的纳米二氧化锰催化剂,并以苯酚为目标降解物,研究了其催化臭氧化性能,对影响催化臭氧化效果因素及降解机理进行了初步探讨。使用SEM、TEM和XPS对材料进行表征;纳米二氧化锰/还原态氧化石墨烯催化臭氧降解苯酚反应为准一级反应;催化剂的最佳使用量为0.2 g/L;当p H=3时,苯酚催化臭氧化去除率相对于单独臭氧提高了119.0%;催化剂连续使用4次性能良好。     

同槽双极锰电积生产工艺的现状及进展研究

为解决传统锰和二氧化锰制备过程中单独电解的高能耗、高污染问题,目前国内外在同槽电解制备金属锰和微粒二氧化锰方面已有一定的探索和研究。总结介绍了锰和二氧化锰的研究进展,电解液的制备方法、电极的制备研究以及最新同槽电解工艺的研究动态和发展,并在此基础上展望了电解制备锰和二氧化锰工业的发展趋势,致力于开发一种同槽双极锰电积清洁节能工艺,在同槽电解降低能耗的基础上发展清洁工艺,回收生产过程中产生的废酸,对环境保护、水体治理以及可持续发展具有重大意义。     

含锰废渣的氧化-活化再生回用工艺

为实现紫苏醛生产过程中二氧化锰（氧化剂）的循环利用,采用一种新型的氧化-活化工艺再生得到活性二氧化锰,即以紫苏醇合成紫苏醛过程中产生的含锰废渣为原料,首先采用氯酸钠氧化含锰废渣得到初级二氧化锰,然后使用高锰酸钾对初级二氧化锰进一步活化得到活性二氧化锰。实验表明,制取初级二氧化锰的最佳工艺条件为：反应时间为4h,反应温度为90～95℃,硫酸摩尔浓度为1.5 mol/L,氯酸钠加量为理论量的130%。制取活性二氧化锰的合适条件为：反应温度在60℃时,反应时间为1.5 h;反应温度在50℃时,反应时间为2.5 h。采用氧化-活化法再生的活性二氧化锰氧化紫苏醇,紫苏醛的产率可达52.8%,与使用电解二氧化锰氧化得到的紫苏醛的产率53.1%相当,而使用初级二氧化锰,紫苏醛的产率仅为14.9%。     

利用药厂高锰酸钾还原残渣制二氧化锰

1.前言随着锰矿的日益枯竭及二氧化锰工业用量的增加,利用含锰废料回收锰,并制成各种锰盐,具有重要的经济和社会意义,这不但由废渣制得重要的化工原料,而且减少了含锰废渣对环境的污染。 2.探索性实验以东北制药总厂氯霉素车间高锰酸钾还原残渣(以下称MnO_2残渣)为原料,进行了制备二氧化锰的探索性实验。制备的工艺流程见下图。制备出的二氧化锰试剂的质量达到国家规定的三级标准。     

液相中MnO2催化臭氧化降解磺基水杨酸

研究了β-MnO2,γ-MnO2和由MnSO4产生的胶状MnO2在液相中催化臭氧化降解磺基水杨酸的催化性能.结果表明,液相中MnO2催化臭氧化降解磺基水杨酸的活性与体系的pH值有关,而与其物相无关.在本实验条件下,三种MnO2在pH=1.0时均显示了较好的催化臭氧化活性,而在pH=6.8和8.0时却无活性.实验结果还表明,催化剂催化分解臭氧活性的高低与其催化臭氧化降解有机物的活性并无直接关系.     

二氧化锰改性沸石对废水中Pb2+的吸附性能及其影响因素研究

改性后的沸石材料,可大幅度提高其对金属离子的吸附量,在治理环境污染方面具有巨大的潜力。高锰酸钾和硫酸锰反应生成的二氧化锰包裹在沸石表面,可大大提高其吸附性能,最终达到吸附废水中重金属的目的。研究了二氧化锰改性沸石对废水中Pb²⁺吸附性能的影响因素,如沸石与二氧化锰投料比、反应时间、溶液pH值、反应温度、Pb²⁺初始浓度等,并探讨了其吸附机理。试验结果表明:二氧化锰改性沸石对废水中Pb²⁺的吸附效果随着沸石与二氧化锰投料比的增加而提高,平衡吸附时间为12 h,吸附反应的最佳溶液pH值为5~6;二氧化锰改性沸石对废水中Pb²⁺的吸附为自发的吸热反应,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,说明为单配体吸附模式;红外光谱分析发现,-OH是影响二氧化锰改性沸石吸附废水中Pb²⁺的主要官能团;低浓度腐殖酸对二氧化锰改性沸石吸附废水中Pb²⁺的影响较小,不产生竞争吸附。     

腐殖质对二氧化锰引起的五氯酚转化反应的影响

研究了在二氧化锰催化引起的五氯酚的转化反应中,腐殖质前身化合物的加入对五氯酚去除率的影响,并以p-coumaricacid为代表研究了体系pH值、反应时间、二氧化锰的质量浓度以及腐殖质前生物的浓度和分子结构对去除率的影响。结果表明,反应的最佳pH值范围是4～4.70,去除率在80%左右。五氯酚在24h内去除速率较快,去除率达到75%左右;反应到168h,去除速率趋于0,去除率达到80%左右。相同条件下,无p-coumaricacid的对照体系中,对应的反应时间内去除率仅分别为20%和25%左右。五氯酚的去除率还随二氧化锰质量浓度和p-coumaricacid浓度的增加而增大。当二氧化锰的质量浓度由0增加到100g·L-1时,去除率由0增大为95%;而当p-coumaricacid的浓度由0增加到1mmol·L-1时,去除率由25%增大到100%左右。此外,不同腐殖质前身物的分子结构和浓度对去除率分别起到了提高、不明显改变和降低的作用。     

无机添加剂改性对赤泥脱硫的影响

近年来国家对相关行业SO_2排放政策、标准日趋严格,要求污染物超低排放。碱性固废赤泥脱除烟气中的SO_2是以废治废、经济可行的方法,同时,加入添加剂可以提高烟气脱硫的效果,降低烟气脱硫成本。该研究以赤泥浆液为吸收剂脱除石油焦煅烧烟气中的SO_2,添加无机添加剂改性赤泥浆液,提高脱硫效果。结果表明:赤泥浆液添加二氧化锰改性后脱硫效果最好,碘化钾次之,硫酸镁和硝酸铁脱硫效果较差。二氧化锰改性赤泥浆液脱硫的优化反应条件为:二氧化锰添加量为15 mmol/L,反应温度为60℃,烟气SO_2浓度为1 000 mg/m~3,烟气氧含量为20%。二氧化锰改性赤泥浆液提高脱硫效率机理为:二氧化锰可与SO_2直接发生氧化还原反应,溶出的锰离子对SO_2具有催化氧化作用,并且赤泥溶出的铁离子和锰离子具有协同催化氧化作用,从而提高赤泥浆液的脱硫效率。因此,二氧化锰改性赤泥脱硫是切实有效的方法,可为改性赤泥脱硫的推广应用提供参考。     

纳米二氧化锰制备及在环境治理方面应用的研究进展

二氧化锰(MnO2)是一种重要的两性过渡金属氧化物,在工业生产和环境治理中有着广泛的应用.本文讨论了近年来国内外纳米MnO2材料合成的研究进展,如水热合成法、有机一水两相反应法、共沉淀法、回流冷却法、凝胶-溶胶法及热分解法等.对MnO2在有机污染物的吸附降解、处理含Cd、Pb和As等重金属废水方面的应用做了介绍.