文档介绍：Preparation and performance of the active
manganese dioxide by electrdeposition from
low - grade rhodochrosite

A Thesis Submitted to Chongqing University
in Partial Fulfillment of the Requirement for the
Master’s Degree of Science
By
Wu Wen-li

Supervised by Prof. Liu Chenglun
Specialty: Chemistry

College of Chemistry and Chemical Engineering of
Chongqing University, Chongqing, China
May, 2014
重庆大学硕士学位论文中文摘要

摘要

δ–MnO2 具有优异的化学和电化学性能,被广泛应用于电源、催化和吸附等领
域。我国锰矿资源丰富,但可直接应用的富矿较少,贫矿却堆积成山,因此研究
如何合理、经济有效地利用低品位锰矿,对于解决我国锰资源供求问题以及保证
锰类产品行业的可持续发展具有极其重要的现实意义。本文以重庆秀山低品位菱
锰矿为原料,采用酸浸法回收 Mn,通过电化学法制备δ–MnO2,并探讨其活性。
酸浸除杂后,制得 MnSO4 精制溶液,结果表明:氧化亚铁离子时,化学 MnO2
的最佳用量为 2g;除铁、铝的最佳反应时间为 1h,最佳温度为 85℃。
以精制的 MnSO4 溶液为原料,在恒压恒温下电沉积制备δ–MnO2,并用 XRD、
XPS、IR、N2 吸附和 SEM 等手段对样品进行表征和分析,得到如下结果:合成
δ–MnO2 的最优条件为:Mn︰K 为 1︰20,电压为 ;所得δ–MnO2 的层间距为
;产品纯度高;表面富含–OH;形貌均一,呈片状分布;比表面积高达
,平均孔径为 ,属于中孔材料。
δ–MnO2 对亚甲基蓝的脱色率较高,在内达到 95%,将δ–MnO2 回收利用
4 次,发现脱色率逐渐降低,但最终仍能达到 55%左右。另外,反应溶液的特征吸
收峰发生了迁移,且存在游离 Mn,证明了δ–MnO2 与亚甲基蓝之间存在电荷转移
现象。亚甲基蓝的脱色率随δ–MnO2 投入量的增加而呈上升趋势,反之,则呈下降
趋势。
酸性条件下,δ–MnO2 对亚甲基蓝的脱色率都能达到 90%以上。而在碱性条件
下亚甲基蓝的脱色率都很低,当 pH=8 和 pH=10 时,1h 内脱色率分别只达到了 39%
和 17%。
亚甲基蓝的氧化反应的速率随着反应初始浓度的增加而增加,且该反应符合
Langmuir-Hinshelwood 动力学方程,其速率常数为 ﹒min,吸附常数为
。
δ–MnO2 对垃圾渗滤液的 COD 去除率为 42%,说明其具有较好的应用价值。

关键词:δ–MnO2,电沉积,亚甲基蓝,垃圾渗滤液,菱锰矿

I
重庆大学硕士学位论文英文摘要

ABSTRACT

Due to the excellent chemical and electrochemcial properities, δ–MnO2 has been
widely developed for applications in the fields of batteries, catalysis and adsorption.
China has a sizable portion manganese ores, but the high-grade manganese ores for
directly applied are rare, and the lean deposits are dumped. Therefore the study about
how to use the low-grade manganese deposits rationally and effectively has an
important practical significance to ease the contradiction between supply and demand of
manganese resources, and