La_(0.2)Ce_(0.8)Fe_xMn_(1-x)O_3催化剂的制备及其对甲烷燃烧的催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿型催化剂La_(0.2)Ce_(0.8)Fe_xMn_(1-x)O_3(x=0.1,0.3,0.5,0.7,0.9),其结构和性能经SEM,XRD,BET和H_2-TPR表征。以甲烷燃烧为目标反应,研究了催化剂的性能。结果表明:单钙钛矿晶型催化剂La_(0.2)Ce_(0.8)Fe_(0.7)Mn_(0.3)O_3的比表面积为10.9 m~2·g~(-1),催化性能最好,起燃温度T10%为420℃,完全转化温度T90%为649℃。     

低温熔盐法制备球状多孔 La1-xSrxMn0.8Fe0.2O3（0≤x≤0.6）及其催化 CO氧化性能

汽车尾气中 CO, HC, NOx,硫化物及其颗粒粉尘严重危害人们身体健康和大气环境,是大气环境的主要污染源之一.目前,尾气净化是其减排的最主要方式.汽车尾气催化剂的发展经历了几代的研究,一直以来广泛采用 Pt, Pd和 Rh等贵金属,但因其资源匮乏,价格昂贵,容易被 S和 P中毒,因此人们逐渐将目光投向非贵金属催化剂的研发.钙钛矿复合氧化物因具有独特的物理化学性质以及灵活的“化学剪裁”特性而在材料研究等领域颇受青睐,有望成为贵金属催化剂的替代品.一般而言,催化剂的比表面积越大,表面活性位点越多,其催化活性越高,且会明显降低起燃温度.目前,一些制备工艺,如水热法、共沉淀法、微乳液法和硬模板法,虽可在一定程度上提高催化剂的比表面积,但却存在费时、耗能及制备工艺复杂等缺点.因此,如何简单有效地制备出大比表面积的钙钛矿型催化剂依然是一个难题.本文以合成的分级多孔δ-MnO2微球为模板,采用熔盐法制备出球状多孔 La1-xSrxMn0.8Fe0.2O3(0≤x≤0.6)钙钛矿氧化物,研究了球状多孔钙钛矿氧化物的形成过程和合适的制备温度,以及 B位 Fe3+掺杂量为20%时 A位 Sr2+掺杂量对钙钛矿催化剂结构和催化活性的影响.采用 X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、N2吸附-脱附、傅里叶红外光谱(FT-IR)和 X射线能谱(XPS)等方法对催化剂进行了表征.在固定床石英管反应器上评价了催化剂催化 CO氧化活性及稳定性,采用气相色谱联接氢火焰离子化检测器检测了产物和反应物的组成.结果表明,以分级多孔δ-MnO2微球为模板,采用熔盐法在450oC反应4 h制备出的球状多孔 La1-xSrxMn0.8Fe0.2O3(0≤x≤0.6)钙钛矿氧化物具有良好的结晶性、较大的比表面积(55.73 m2/g)和孔体积(0.37 cm3/g).其球状多孔结构的形成可分为两个阶段：原位形成钙钛矿相和纳片表面析出钙钛矿晶粒及钙钛矿晶粒的再生长.另外, FT-IR光谱表明, Fe3+和 Sr2+成功进入 A, B位.同时, CO转化曲线表明, B位 Fe3+的掺杂量为20%时, A位 Sr2+的掺杂量高于30%时可以明显改善催化剂催化 CO氧化活性： La1-xSrxMn0.8Fe0.2O3(0≤x≤0.3)的T50和T90分别在180和198oC左右;而 La0.55Sr0.45Mn0.8Fe0.2O3和 La0.4Sr0.6Mn0.8Fe0.2O3的T50均低于125oC; La0.55Sr0.45Mn0.8Fe0.2O3的T90为181oC,而 La0.4Sr0.6Mn0.8Fe0.2O3却仍低于125oC. XPS结果则证明,较高的催化活性得益于 La0.4Sr0.6Mn0.8Fe0.2O3表面存在较多的 Mn4+、氧空位及吸附氧.最后, La0.55Sr0.45Mn0.8Fe0.2O3和 La0.4Sr0.6Mn0.8Fe0.2O3的稳定性测试结果表明,采用熔盐法以δ-MnO2为模板在450oC焙烧4 h制备的多孔球状钙钛矿具有较好的催化稳定性.虽然催化剂制备工艺简单,周期短,但比表面积最大只有55.73 m2/g,为硬模板法的1/2,因此提高比表面积将是今后研究的方向.     

La1-xSrxCoO3(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8)钙钛矿型氧化物的催化性能及改性

通过溶胶-凝胶法制备出A位Sr掺杂的钙钛矿型氧化物La_(1-x)Sr_xCoO_3(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8),并将其作为催化剂应用于双功能氧电极中。测试结果表明,A位Sr的掺杂的La_(1-x)Sr_xCoO_3比LaCoO_3具有更高的电催化活性,并且La_(0.6)Sr_(0.4)CoO_3在氧还原和氧析出反应中均表现出最优的催化性能,最大电流密度分别达到0.244 A·cm~(-2)(-0.6 V vs Hg/HgO)和0.303 A·cm~(-2)(1 V vs Hg/HgO)。为进一步提高催化剂的催化活性,将水热法制备的α-MnO_2纳米管与La_(0.6)Sr_(0.4)CoO_3复合作为双功能催化剂。当α-MnO_2的质量分数为40%时,比起单一的α-MnO_2或钙钛矿氧化物,α-MnO_2/La_(0.6)Sr_(0.4)CoO_3复合材料表现出协同效应,有更好的双功能电催化活性,使双效氧电极具有更好的电化学性能及稳定性。     

SBA-15表面改性及其对介孔La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_3钙钛矿型催化剂结构和性能的影响（英文）

本文通过改进的水热法制备了孔径较大的有序介孔SBA-15,其孔径(Dp)为10.1 nm,并采用浓盐酸、三甲基氯硅烷(TMCS)和3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)对SBA-15表面进行了羟基、甲基和氨基改性处理。以嫁接不同表面官能团的SBA-15为模板,合成了一系列菱方晶系钙钛矿型介孔La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_3氧化物,系统地研究了模板SBA-15的表面性能对La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_3氧化物结构和性能的影响。X射线衍射(XRD)图谱表明,外表面引入―CH_3,内表面羟基化和引入―NH_2的模板有利于合成结晶度较高的、物相单一的钙钛矿结构氧化物。小角XRD图谱、高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)图像以及N2吸附测试结果表明,所制备的催化剂为介孔结构。CO氧化的催化活性测试表明,采用表面改性的模板合成的La_(0.8)Sr_(0.2)CoO_3氧化物表现出较高的催化活性和稳定性,在140℃时可以实现CO的完全转化,连续使用100 h后催化剂的催化活性几乎没有下降。X射线光电子能谱(XPS)、H_2程序升温还原(H_2-TPR)和O_2程序升温脱附(O_2-TPD)测试结果表明,催化剂表面丰富的吸附氧物种,高价态的Co离子,钙钛矿结构中Sr在表面富集,及优良的低温氧化还原性是催化活性提高的主要原因。     

多级孔La_(0.9)Ce_(0.1)Fe_(1-x)Co_xO_3的制备、表征及对CO+NO的催化活性

以三嵌段共聚物PEG-PPG-PEG (P123,M=5800)为软模板合成了6个多级孔钙钛矿型氧化物La_(0.9)Ce_(0.1)Fe_(1-x)Co_xO_3(x=0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0),用XRD, SEM, BET, XPS对其进行表征,并测试了样品对CO+NO的催化活性。结果表明:在B位进行Co掺杂,催化剂的形貌及物化特性发生了显著变化。Co掺杂量在x=0.2时,样品La_(0.9)Ce_(0.1)Fe_(0.8)Co_(0.2)O_3的比表面积、孔容和表面B位金属含量最大,催化活性最佳,在反应温度为276, 242℃时分别对CO, NO的转化率达到90%。     

碳微球为模板制备LaCoxFe1-xO3催化剂及其催化甲烷燃烧性能研究

以水热法合成的碳微球为模板,制备LaCo_xFe_(1-x)O_3(x=0.1,0.2,0.3,0.6,0.9)催化剂。采用XRD、BET、H2-TPR和SEM等手段对其进行物理性能研究,并对其进行催化甲烷燃烧性能研究。结果表明,以碳微球为模板掺杂不同比例Co2+,经过400℃和700℃两次焙烧,可形成完整的钙钛矿晶型。随着Co~(2+)掺杂量增加,催化剂的比表面积逐渐增加;Co~(2+)掺杂量不同,所制备催化剂的结构和活性也不同,其中,LaCo_(0.2)Fe_(0.8)O_3催化甲烷燃烧活性最好,起燃温度T10%为448℃,完全转化温度T90%为640℃。     

钙铝掺杂镧锰钙钛矿高效催化剂用于两步法热化学分解水取得出色产氢表现（英文）

太阳能热化学分解水是一种高效生产清洁和可再生氢能源的方法.由于出色的催化活性和太阳能燃料生产能力,钙钛矿型的催化剂在热化学领域引起了强烈关注.我们采用改良的Pechini法合成了一系列钙铝掺杂的镧锰钙钛矿并系统考察了其在两步法热化学分解水中的产氢表现.为了优化热化学催化性能,我们进行了镧锰钙钛矿A,B位上钙和铝的掺杂量(从0.2到0.8)的详细考察.通过调整掺杂比例,得到了一种极其高效的钙钛矿催化剂La_(0.6)Ca_(0.4)Mn_(0.6)Al_(0.4)O_3.当两步法热化学分解水在1400和1000°C之间,La_(0.6)Ca_(0.4)Mn_(0.6)Al_(0.4)O_3取得了429μmol/g的出色产氢表现,比同等条件下基准催化剂氧化铈产氢结果高出8倍.与此同时,钙铝掺杂镧锰钙钛矿在两步法热化学循环测试中展现出极其稳定的催化活性.因此,这种新颖的钙铝掺杂镧锰钙钛矿具备巨大的潜质用于未来热化学太阳能燃料的实际生产.     

制备方法对La_(0.7)Ce_(0.3)Ni_(0.7)Fe_(0.3)O_3催化性能的影响

以聚苯乙烯胶晶为模板剂,分别用溶胶-凝胶法、共沉淀法和水热合成法制备La_(0.7)Ce_(0.3)Ni_(0.7)Fe_(0.3)O_3钙钛矿复合氧化物,利用XRD, H_2-TPR, SEM, N_2-吸附脱附和FT-IR等对钙钛矿复合氧化物的结构和物化性能进行了表征。同时以乙醇水蒸气重整为探针,考察了催化剂的活性及抗积碳性能。结果表明:溶胶凝胶制备的La_(0.7)Ce_(0.3)Ni_(0.7)Fe_(0.3)O_3复合氧化物表面结构疏松,具有较大的比表面积和适宜的孔径分布,在还原过程中产生较多的金属活性中心,在400℃时乙醇转化率可达到100%,且具有较好的抗积碳性能。     

有序多孔过渡金属氧化物及其负载贵金属催化剂对挥发性有机物氧化的催化性能（英文）

大部分的挥发性有机物(VOCs)污染环境,危害人身健康.目前,我国虽然已开展了治理VOCs污染的工作,但还缺乏有效的、拥有自主知识产权的VOCs治理技术,因此研发新型高效VOCs处理技术迫在眉睫.催化氧化法是公认的最有效消除VOCs的途径之一,而高性能催化剂的研发是实现该过程的关键.近年来,人们围绕消除VOCs的高效且价廉的催化剂的研发开展了卓有成效的工作,许多过渡金属氧化物、混合或复合金属氧化物及其负载贵金属催化剂均被认为是有效的催化氧化材料.与体相材料相比,多孔材料具有发达的孔道结构和高的比表面积,一方面有利于反应物的扩散、吸附和脱附,因而具有更高的催化活性和选择性;另一方面有利于活性组分(如贵金属等)在多孔材料表面的高分散,抑制活性组分的烧结,因而具有更好的催化稳定性.本文简述了近年来多孔金属氧化物在环境污染物消除领域的研究进展,阐述了以有序介孔或大孔过渡金属氧化物、钙钛矿型氧化物和负载贵金属催化剂的制备及其对典型VOCs(如苯系物、醇类、醛类及酮类等)氧化的催化性能,重点介绍了四类催化材料,包括有序介孔过渡金属氧化物或复合氧化物(Co_3O_4,MnO_2,Fe_2O_3,Cr_2O_3和LaFeO_3等)催化剂,有序介孔金属氧化物负载贵金属(Au/Co_3O_4,Au/MnO_2和Pd/Co_3O_4等)催化剂,三维有序大孔过渡金属氧化物或复合氧化物(Fe_2O_3,LaMnO_3,La_(0.6)Sr_(0.4)MnO_3和La_2CuO_4等)催化剂,以及三维有序大孔金属氧化物负载贵金属(Au/Co_3O_4,Au/LaCoO_3,Au/La_(0.6)Sr_(0.4)MnO_3和AuPd/Co_3O_4等)催化剂的制备及其物化性质与对苯、甲苯、二甲苯、乙醇、丙酮、甲醛、甲烷或氯甲烷等VOCs氧化的催化性能之间的相关性.借助二氧化硅或聚甲基丙烯酸甲酯微球等硬模板,采用纳米浇铸法可制备出二维或三维的有序单一或多级孔道结构的金属氧化物.研究表明,多孔金属氧化物的催化性能远优于其体相甚至纳米催化剂的.有序多孔材料的优异催化性能与其拥有大的比表面积、高的吸附氧物种浓度、优良的低温还原性、独特的孔道结构、活性组分的高分散以及贵金属与氧化物载体之间的强相互作用等有关.探明影响催化剂活性的因素有利于从原子水平上认识催化过程,为新型高效催化剂的设计与制备奠定基础.本文还指出了此类研究中存在的一些问题,例如利用硬模板法制备多孔材料的缺点是目标催化剂的收率低,硬模板浪费严重,大规模制备多孔催化剂势必增加制备成本,这些问题有待于妥善解决.与此同时,还展望了VOCs消除技术的未来发展趋势,采用多种技术联用的方法有望最大程度地提高VOCs的消除效率.     

(La_(0.2)Pr_(0.8))_(0.7)Sr_(0.3)CoO_3/Nb-SrTiO_3异质结的光伏特性研究

利用固相反应法制备了稀土掺杂钙钛矿(La_(0.2)Pr_(0.8))_(0.7)Sr_(0.3)CoO_3靶材,并采用脉冲激光沉积(PLD)技术,在n型0.7%Nb-SrTiO_3(100)单晶衬底上制备了(La_(0.2)Pr_(0.8))_(0.7)Sr_(0.3)CoO_3薄膜样品。实验表明所形成的(La_(0.2)Pr_(0.8))_(0.7)Sr_(0.3)CoO_3/Nb-SrTiO_3异质结具有良好的整流特性和明显的光生伏特效应。在室温下,相同光强的调制脉冲激光激励下,波长为473 nm时,异质结产生的光生电压最大值为67 mV;波长532 nm时,光生电压最大值为33 mV。光生电压的最大值随着温度的降低而增加,而光生电压上升沿和下降沿的时间常数随着温度升高减小,分析表明这主要与异质结中热激发载流子浓度与迁移率有关。     

La_(1-x)Rb_xMnO_3钙钛矿催化剂同时消除NO和碳烟的催化性能

采用溶剂热法制备了La_(1-x)Rb_xM n O_3(x=0、0.1、0.2、0.3)钙钛矿型复合金属氧化物催化剂,通过XRD、FT-IR、SEM、XPS和H_2-TPR等手段对催化剂进行表征,在微型固定床反应器上评价了其同时消除NO和碳烟的催化性能。结果表明,La_(1-x)Rb_xM n O_3催化剂具有单一的钙钛矿结构,样品中Mn物种以Mn~(3+)和Mn~(4+)的形式存在。与LaMn O_3催化剂相比,Rb~+部分取代La~(3+),催化剂体系中形成较多的高价Mn~(4+)和氧空位,其氧化还原性能提高,催化性能得到改善。随着Rb~+取代量的增加,NO转化率升高,碳烟燃烧温度降低。当x=0.3时,La_(0.7)Rb_(0.3)M n O_3催化剂上CO_2浓度峰值温度t_(max)为430℃,CO_2的选择性为99.0%;反应温度为429℃,NO转化率达到最大,为59.7%。     

双钙钛矿Sr_2FeMn_(1-x)Co_xO_6催化剂的制备及其催化性能

通过溶胶凝胶法制备了一系列双钙钛矿催化剂Sr_2FeMn_(1-x)Co_xO_6(x=0.1,0.3,0.5,0.7,0.9),其结构经XRD,BET,H_2-TPR和SEM表征。以催化甲烷燃烧为模板反应,考察掺杂不同量Co~(2+)对Sr_2FeMn_(1-x)Co_xO_6催化性能的影响。结果表明:催化剂经800℃焙烧后可形成完整的双钙钛矿晶型,且Co离子掺杂量不同其催化活性不同,当Co离子掺杂量为0.3时,催化剂Sr_2FeMn_(0.7)Co_(0.3)O_6具有较高的催化活性,样品比表面积为9m~2·g~(-1),起燃温度T_(10%)为442℃,T_(90%)为654℃,Fe~(3+)、Mn~(2+)、Co~(2+)之间有一定协同作用。     

SrFe_(0.6)Cu_(0.3)Ti_(0.1)O_(3-δ)混合导体透氧材料的稳定性

利用柠檬酸络合法制备了SrFe(Cu,Ti)O_(3-δ)混合导体透氧材料. 采用XRD、O_2-TPD、H_2-TPR、SEM等测试技术考察了材料的稳定性. 结果表明,SrFe_(0.7)Cu_(0.3)O_(3-δ)在低氧压下会发生相分解,产生SrCuO__2杂相,而掺杂Ti后的SrFe_(0.6)Cu_(0.3)Ti_(0.1)O_(3-δ)在低氧压下保持单一的钙钛矿结构. H_2-TPR和O_2-TPD的测试表明,Ti~(4+)的掺杂提高了材料的氧脱附起始温度和其它金属离子的还原温度. SrFe_(0.6)Cu_(0.3)Ti_(0.1)O_(3-δ)膜在透氧过程中,会有Cu~(2+)和Sr~(2+)从钙钛矿结构中析出,在原晶粒边界形成新的小晶粒,但这种轻微的组分偏析没有影响到材料的透氧量,此透氧膜在66 h的操作过程中显示了良好的稳定性.     

A_2BO_4型复合氧化物Dy_(0.5)Sr_(1.5)Mn_(1-x)Ni_xO_4(0≤x≤1)的Rietveld分析和CO氧化催化活性

X射线衍射Rietveld分析和微反分析表明,A位含Dy的A_2BO_4型过渡金属稀土复合氧化物Dy_(0.5)Sr_(1.5)Mn_(1-x)Ni_xO_4(0≤x≤1),是空间群为I4/mmm的四方相K_2NiF_4型结构,A位和B位约有3%至7%的占位无序缺位.健价计算表明,B位Mn的平均价态在3.73至3.77之间,Ni在2.84至2.96之间.对CO氧化催化活性顺序为X=0.2>0.4>0.6>0.8>1. 0.X=0.2的样品,在空速5000h~(-1),463K时,CO转化率达80%.     

在镍系钙钛石型催化剂上的氨氧化 Ⅰ.催化剂La_(1-x)Sr_xNiO_(3-λ)的结构与催化性能

研究了La_(1-x)Sr_xNiO_(3-λ)(0≤x≤1)系列催化剂的固态性质与催化氨氧化反应性能的关系。发现在LaNiO_3中掺入Sr~(2+),在x≤0.3的范围内,催化剂保持钙钛石结构不变,但晶格发生了较大的畸变,氧空位有序化程度提高;在X>0.3的范围内,钙钛石结构逐步被破坏,出现La_2NiO_4相。此系列催化剂用于氨氧化反应,Ni~(3+)是主要的活性离子,O~-或O_2~(2-)离子为主要活性氧种,反应遵循Redox机理。     

In This Issue

<正>封面:赵惠军等报道了一种钙钛矿型催化剂La_(1-x)Ca_xMn_(1-y)AlyO_3在太阳能热化学分解水中的应用.通过优化A,B位离子的掺杂量,他们发现La_(0.6)Ca_(0.4)Mn_(0.6)Al_(0.4)O_3高效催化剂能在1400和1000°C之间能通过两步热化学分解水取得稳定的产氢量(429μmol/g).见本期第1079–1086页.     

钴系钙钛矿型复合氧化物A、B位的部分置换对缺陷结构与催化活性的影响

合成了La_(0.8)Sr_(0.2)Co_(0.6)M_(0.4)0_3系列和Ln_(0.6)Sr_(0.4)CoO_3系列单相钙钛矿型复合氧化物。用程序升温脱附法研究了置换金属离子对氧的吸附-脱附特性的影响,并考察了置换金属离子对CH_4,n-C_4H_(10)的完全氧化催化活性的影响。对于La_(0.8)Sr_(0.2)Co_(0.6)M_(0.4)0_3系列,氧的吸附-脱附特性由置换金属离子的价态和氧化还原性所决定。容易生成非常原子价态的金属离子的置换有利于氧在晶格氧空位上的吸附,催化活性受置换金属氧化物自身活性的影响。对于Ln_(0.6)Sr_(0.4)CoO_3系列,氧的吸附-脱附特性由稀土离子半径决定,离子半径小有利于氧的吸附,催化活性与吸附(脱附)氧量的变化规律一致。     

La_(0.5)Pr_(0.5)Ni_(0.7)Co_(0.3)O_3在乙醇水蒸气重整中催化性能研究

用共沉淀法制备了La_(0.5)Pr_(0.5)Ni_(0.7)Co_(0.3)O_3钙钛矿氧化物催化剂,用XRD、SEM、TPR、TG等对La_(0.5)Pr_(0.5)Ni_(0.7)Co_(0.3)O_3钙钛矿氧化物的晶相结构、还原性能及反应50 h后的La_(0.5)Pr_(0.5)Ni_(0.7)Co_(0.3)O_3钙钛矿氧化物表面积碳情况进行了分析,同时用微反色谱装置在不同的反应温度条件下的La_(0.5)Pr_(0.5)Ni_(0.7)Co_(0.3)O_3钙钛矿氧化物的初活性、氢气平均选择性和积碳性能进行了探讨。结果表明,La_(0.5)Pr_(0.5)Ni_(0.7)Co_(0.3)O_3钙钛矿氧化物在乙醇水蒸气重整反应中具有较好的低温初活性和氢气的选择性,乙醇的平均转化率和氢气的选择性随着反应温度的升高而增大。当温度大于550℃时,转化率增幅不大,氢气的平均选择性在600℃时有所下降。反应温度升高催化剂的积碳量有所增多,积碳主要是不定型碳。     

钡取代锶对Sr_3Al_(0.6)Si_(0.4)O_(4.4)F_(0.6):Ce~(3+)荧光粉的发光性能影响

采用高温固相法合成Ba取代Sr_3Al_(0.6)Si_(0.4)O_(4.4)F_(0.6):Ce~(3+)中Sr的氟氧铝硅酸锶钡(Sr_(3-x)Ba_xAl_(0.6)Si_(0.4)O_(4.4)F_(0.6):Ce~(3+))荧光粉。指出Ba/Sr固溶极限为x=0.9。由于Sr_3Al_(0.6)Si_(0.4)O_(4.4)F_(0.6):Ce~(3+)中Sr具有十配位Sr(1)和八配位的Sr(2),所以激活剂离子Ce~(3+)也具有两个不同的占位,通过Ce~(3+)的光谱结果,指出是由于Ba的掺入诱导Ce(1)~(3+)发光中心增加,减少了Ce(2)~(3+)发光中心,从而出现随着Ba/Sr比增加,粉样在400 nm激发下发光强度减小,而在460 nm激发下发光强度增强的现象。因此Sr_(3-x)Ba_xAl_(0.6)Si_(0.4)O_(4.4)F_(0.6):Ce~(3+)荧光粉是一款潜在的适合近蓝光激发的白光LED用荧光粉。     

磁性MnO_2-Fe_3O_4复合氧化物催化5-羟甲基糠醛氧化合成2,5-呋喃二甲酸研究

以不同晶型的MnO2为催化剂进行5-羟甲基糠醛(HMF)氧化反应,并将催化活性较高的α-MnO_2与Fe_3O_4复合制备磁性MnO_2-Fe_3O_4复合氧化物,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、NH_3/CO_2程序升温脱附(NH3/CO2-TPD)及吡啶吸附红外光谱(Py-FTIR)对催化剂的结构和性质进行表征和分析。结果表明,复合后的催化剂仍保持α-MnO_2和Fe_3O_4基本结构,但催化剂中活性中心Mn~(4+)·O~(2-)离子对数量增加,使其对HMF氧化反应的催化活性相对α-MnO_2和Fe_3O_4显著提升。对HMF氧化制备2,5-呋喃二甲酸(FDCA)的反应条件进行优化,复合催化剂Mn8Fe3Ox对HMF表现出良好的催化活性,在最优化条件下,HMF可完全转化,FDCA收率为76.9%。