纳米氧化锰负载钛基电催化膜制备及其苯甲醇催化氧化性能.pdf

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1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao)AugustActaP．一Chim．Sin．2015，31(8)，1567—1574l567[Article]doi：10．3866／PKU．WHXB201506l71www．whxb．pku．edu．cn纳米氧化锰负载钛基电催化膜制备及其苯甲醇催化氧化性能田文杰王虹尹振。杨映李建新，(天津工业大学，分离膜与膜过程省部共建国家重点实验室，天津300387；天津工业大学材料科学与工程学院，天津300387；天津工业大学，环境与化学工程学院，天津300387)摘要：利用乳液法制备出MnO纳米颗粒，将其负载于微孔管式钛膜制得MnO负载钛基电催化

2、膜(MnO／Ti)．运用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安法(CV)和计时电流法(CA)等表征方法系统考察了不同焙烧温度下MnO晶型结构、MnOJTi催化膜电化学性能以及催化氧化苯甲醇的变化规律．结果表明：随着焙烧温度的升高，MnO的晶型由初始的Birnessite—MnO：逐渐转变为KoMnO，再由Mn。O最终转变为a-MnO．所得MnOdTi膜中，a-MnO。晶粒尺寸小于30nm，结晶度较高，颗粒分布均匀．同时，由于其含有不饱和配位的锰原子和氧空位以及与基体Ti之间存在键合作用，表现出优异的电化学性能和催化性能．以450。C焙烧所得

3、的a-MnO：／Ti为阳极构建电催化膜反应器催化氧化苯甲醇．在反应温度为25。C，5Ommol·L一’苯甲醇水溶液，电流密度为2mA·cm～，停留时间为15min的条件下，膜反应器苯甲醇转化率达64％．苯甲醛选择性为79％．关键词：多孔钛膜：电催化膜反应器：锰氧化物i苯甲醇：催化氧化中图分类号：0643；0646；TQO53PreparationofNano-ManganiteLoadedTitaniumEIectocatalyticMembranefortheCatalyticOxidationofBenzylAlcoholTIANWen—Jie’，WANGHong’，YINZhen

4、’l。，YANGYing’。。LIJian—Xin’，'(1StateKeyLaboratoryofSeparationMembranesandMembraneProcesses，TianjinPolytechnicUniversity，Eanjin300387，PR．China；SchoolofMaterialsScienceandEngineering，TianjinPolytechnicUniversity，Tianjin300387，P．R．China；SchoolofEnvironmentalandChemicalEngineering,TianjinPolytechnicU

5、niversity．Tianjin300387,PR．China)Abstract：MnOnanOpartIcIesobtainedbytheemulsionmethodwereloadedonamicroporoustubulartitaniummembranetoprepareafunctionaIMnO√TIelectrocataIyticmembrane．TheeffectsofcalcinationtemperatureonthecrystaIstructureofMnOaswellastheelectrochemicaIpropertiesandcatalyticperfo

6、rmancetooxidizebenzylalcohoIofMnO／TimembraneweresystematicallyinvestigatedbyX．raydifraction(XRD)，X—rayphotoelectronspectroscopy(xPs)，scanningelectronmicroscopy(SEM)，cyclicvoltammetry(cv)，chronoamperometry(CA)，andothercharacterizaonmethods．TheresultsindicatedthatthecrystalstructureofMnOwasgradual

7、lytransformedfr0mBirnessite—MnO2toK027MnO2，andfinallytoa—MnO2fromMn3O4withincreasingcalcinationtemperature．TheG-MnO2particlesintheMnOJTielectrocatalyticmembraneshowedhighcrystallinityanduniformparticlesizeflessthan30nm)．Thes