尖晶石型ZnMn2O4的制備及其衍生物光催化和電化學(xué)性能的研究.pdf

1、近年來(lái)，尖晶石型復(fù)合金屬氧化物以其高的穩(wěn)定化學(xué)性能、低成本、無(wú)毒和較高催化活性的優(yōu)勢(shì)，受到了越來(lái)越多科研工作者的關(guān)注。目前，已有各種形貌的尖晶石型ZnMn2O4材料制備出來(lái)，而各種制備方法中的反應(yīng)條件等因素對(duì)ZnMn2O4材料的結(jié)構(gòu)、形貌及性能都有很大影響。因此，在ZnMn2O4材料的研究過(guò)程中，通過(guò)對(duì)合成方法的探究，以改善結(jié)構(gòu)和提高性能是一項(xiàng)有意義的研究工作。本論文的研究?jī)?nèi)容如下:
　　首先，本文主要采用水熱法比較了不同沉淀劑對(duì)

2、ZnMn2O4光催化劑制備的影響。以尿素為沉淀劑，研究不同反應(yīng)時(shí)間和溫度條件下，制備的ZnMn2O4光催化劑的催化結(jié)果。通過(guò)XRD、SEM、UV-Vis、DRS及光催化結(jié)果對(duì)樣品進(jìn)行結(jié)構(gòu)和性能分析可知，在水熱溫度180℃下、反應(yīng)時(shí)間20h，制備出的材料在可見(jiàn)光（500W氙燈）照射6h下，對(duì)10 mg·L-1亞甲基藍(lán)溶液的光降解率達(dá)到最大，為55.6％，說(shuō)明ZnMn2O4具有一定的光催化活性。
　　其次，采用了低溫共沉淀法，制備了多

3、孔結(jié)構(gòu)的納米顆粒堆積ZnMn2O4粉體，孔徑分布相對(duì)較窄，但沒(méi)有明顯的團(tuán)聚現(xiàn)象。在400℃煅燒樣品的比表面積為95.8 m2·g-1。在450℃和500℃的煅燒樣品的比表面積相似，說(shuō)明由較大納米顆粒堆積而成的ZnMn2O4球形顆粒具有一定的結(jié)構(gòu)熱穩(wěn)定性。由于樣品的比表面積大，吸附能力強(qiáng)，顯示出較強(qiáng)的環(huán)境污染物處理能力。電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明樣品電極具有一定的電荷存儲(chǔ)能力。
　　最后，本文以高比表面積的ZnMn2O4樣品為前驅(qū)體，研究了

4、不同酸浸泡時(shí)間下制備錳氧化物的結(jié)構(gòu)及電化學(xué)性能。研究結(jié)果表明ZnMn2O4前驅(qū)體經(jīng)過(guò)酸浸泡后，其多孔結(jié)構(gòu)可在一定酸處理時(shí)間內(nèi)保持，并且平均孔徑基本保持不變，但比表面積明顯增加。隨著酸浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，產(chǎn)物中鋅離子含量逐漸下降，前驅(qū)體首先轉(zhuǎn)化為具有尖晶石結(jié)構(gòu)的λ-MnO2，隨后進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)槿毕輸?shù)量較大的γ-MnO2。進(jìn)一步延長(zhǎng)酸浸泡時(shí)間，產(chǎn)物中出現(xiàn)較多雜相，并且比表面積和平均孔徑都下降，表明多孔結(jié)構(gòu)被破壞。由于酸浸泡產(chǎn)物具有較大的比表面積，