导读:本文包含了氧化锰矿物论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:锰矿,氧化锰,矿物,微波,黄铁矿,正极,生物。
氧化锰矿物论文文献综述
冯雄汉,梁新然,赵怀燕,王小明,严玉鹏[1]（2018）在《晶体定向组装在氧化锰矿物形成与转化中的作用及其机制》一文中研究指出氧化锰矿物是土壤中主要吸附载体、氧化还原主体之一和化学反应的接触催化剂,同时也是动植物锰元素重要来源。氧化锰的形貌与结构共同决定了其反应性和环境行为,然而氧化锰形貌演化的晶体生长机制及其与结构的内在联系仍了解甚少。以最为常见氧化锰矿物水钠锰矿、锰钾矿为对象,通过高分辨电镜(HRTEM/FESEM),X射线吸收光谱(XAS)、配对原子分布函数(PDF)和粉末X射线衍射(XRD)形貌和结构分析技术,探讨了δ-MnO_2向层状结构水钠锰矿和向隧道结构锰钾矿转化的晶体生成演化过程,揭示了晶体定向组装(OA)生长机制在氧化锰矿物形成与转化中的重要作用及其机制。纳米花形貌水钠锰矿的形成经历了"纳米晶核—纳米片—纳米花"的多维方向的OA生长过程。在水钠锰矿纳米花形成初期,初始的六边形纳米片迅速聚集形成核状基底,随后生成的δ-MnO_2小纳米片在基底上一个接一个沿边面OA组装生长("边对边"OA)形成纳米花瓣。"边对边"OA过程由水钠锰矿[MnO_6]片层边面不饱和O之间的氢键驱动的作用。同时,在反应之中相邻纳米花瓣之间也相互贴合,沿(001)面定向组装使片层增厚("面对面"OA)。"面对面"OA过程由相邻的纳米花瓣之间的库仑力和氢键之间共同作用的结果。δ-MnO_2向锰钾矿转化则经历了"纳米片—长纳米片—纳米棒"的多维方向的OA生长过程,同时促进结构由层状向隧道转化。锰钾矿形成初期先形成初始的δ-MnO_2纳米片,在氢键作用下沿a-b面"边对边"定向组装形成长纳米片。晶体生长伴随层内的Mn(IV)被H_2O还原为Mn(Ⅲ)/Mn(Ⅱ),新形成的Mn(Ⅲ)从层内迁移至孔穴上下方,与层内的叁个晶格氧和叁个层间羟基氧结合。因此相邻的长纳米片在羟基间氢键作用下沿c轴"面对面"组装形成初级纳米棒。此时相邻层的层间[Mn(Ⅲ)O_6]八面体在结合过程中构筑2′2的α-MnO_2隧道壁,实现层状向隧道结构的转化。上述结果揭示了氧化锰矿物形成与转化过程的晶体生长和组装机制,有助于深入理解氧化锰等活性矿物形貌和结构的演化及其耦合关系,也为叁维纳米材料的高效可控的合成提供新思路。(本文来源于《中国土壤学会土壤环境专业委员会第二十次会议暨农田土壤污染与修复研讨会摘要集》期刊2018-08-05）
赵怀燕[2]（2018）在《Mn(Ⅱ)对土壤氧化锰矿物转化的影响及其机制》一文中研究指出锰氧化物(包括锰的氧化物和氢氧化物)在土壤和沉积物中普遍存在,因其电荷零点低、表面活性强、氧化还原电位高,影响到Fe(Ⅱ)、As(III)、Se(IV)、Cr(III)、Pu(IV)等变价元素和一些有机物的氧化或催化氧化,以及它们在土壤溶液和天然水体中迁移、转化、生物有效性和毒性。不同的锰氧化物对金属离子和有机物的反应活性有显着差异。本文以环境中常见的高价层状锰氧化物(水钠锰矿)、高价隧道锰氧化物(锰钾矿)和低价层状锰氧化物(六方水锰矿)为研究对象,采用X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM/SAED)、高分辨透射电镜(HRTEM)、扫描透射电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线吸收光谱(XAS)等测试技术,结合元素分析系统研究了水钠锰矿、锰钾矿和六方水锰矿等土壤中常见氧化锰矿物的形成、转化过程以及相关影响因素。这些研究为深入理解环境中低价和高价氧化锰矿物的化学形成以及转化途径等地球化学过程提供依据。取得的主要结果有:1.水钠锰矿层对称型的转化。水钠锰矿是土壤中最常见的活性氧化锰矿物,也是许多其它氧化锰矿物形成的前驱物。(1)两种六方层对称型水钠锰矿:水羟锰矿和酸性水钠锰矿分别在不同的pH和Mn(Ⅱ)浓度下均能转化为正交层对称型水钠锰矿。它们转化得到的产物化学组成分别为Na_(0.21)MnO_(1.87)·1.04H_2O和Na_(0.35)MnO_(1.88)·0.23H_2O,锰平均氧化度分别是3.53和3.41,与报道的具有正交层对称型的叁斜水钠锰矿接近。水羟锰矿转化得到的产物结晶度要比酸性水钠锰矿体系强,尽管后者转化的pH更高。水羟锰矿转化产物c轴方向晶体厚度是16 nm,远大于以酸性水钠锰矿为前驱物的结果(8 nm)。线性拟合分析水羟锰矿和酸性水钠锰矿与Mn(Ⅱ)反应后产物的EXAFS k空间图谱,表明大约有44.5%的水羟锰矿和89.0%的酸性水钠锰矿层对称型从六方转化为正交。随着反应时间的增加,水羟锰矿的细小球状颗粒逐渐生长变成较大的片状,酸性水钠锰矿也由花球状变为片状。(2)水羟锰矿层对称型从六方向正交发生完全转化比酸性水钠锰矿层对称型转化需要的pH和Mn(Ⅱ)浓度都低(pH 9 vs.pH 13,10%vs.24%[Mn(Ⅱ)]/[Mn]),所以在碱性环境中与Mn(Ⅱ)发生反应时水羟锰矿的层对称型更容易发生转化。这个不同归咎于水羟锰矿的颗粒尺寸比酸性水钠锰矿的小,使得正交层对称型的水钠锰矿更容易定向生长。另外酸性水钠锰矿比表面积较小,含有比较厚的层堆迭使得它的六方结构更牢固,向正交层对称型转化更难。(3)水羟锰矿在不同的pH(7-9)条件下与不同的Mn(Ⅱ)浓度(从0到7.5 mM,或者[Mn(Ⅱ)]/[Mn]摩尔浓度比从0%到15%)反应的系列实验表明Mn(Ⅱ)浓度和pH共同决定了水钠锰矿层对称型从六方向正交的转化,它们的多少和大小决定了转化的程度和速率。当水羟锰矿中存在5 mM Mn(Ⅱ)时,pH从7增加到9,形成的六方水锰矿含量逐渐降低,正交层对称型水钠锰矿出现,表明较高的pH促进正交层对称型水钠锰矿的形成。当水羟锰矿在pH 8条件下,与少量Mn(Ⅱ)(Mn(Ⅱ)/[Mn]≤2%)反应,保持不变。Mn(Ⅱ)浓度增加至Mn(Ⅱ)/[Mn]=5%,水羟锰矿转化为正交层对称型水钠锰矿。继续增加Mn(Ⅱ)浓度(Mn(Ⅱ)/[Mn]≤10%),得到六方水锰矿。存在的Mn(Ⅱ)浓度较低时,水羟锰矿每一个空位位点上可能只吸附一个Mn(Ⅱ)。Mn(Ⅱ)与邻近的沿着b轴的Mn(IV)通过电子传递发生归中反应,产生的两个Mn(III)进入锰氧八面体层,使得水钠锰矿对称型由六方转化为正交。但是,存在较高的Mn(Ⅱ)浓度时,两个Mn(Ⅱ)可能吸附在同一个空位位点的上下方,一小部分Mn(Ⅱ)吸附在边面位点。那么在同一个空位位点的两面含有吸附的Mn(Ⅱ)或者产生的Mn(III),由于静电排斥作用阻碍了Mn(III)迁移进入八面体层内。这种情况有利于有氧条件下独立的Mn(III)氧化物形成,或者水钠锰矿被完全还原为Mn(III)氧化物。2.c轴无序H型水钠锰矿向钙锰矿的转化。通过控制MnO_4~-/Mn~(2+)比例在低浓度的NaOH或者KOH溶液中合成不同锰氧化度(Mn AOS)的c轴无序H型水钠锰矿。在回流条件下,随着含Na的c轴无序H型水钠锰矿的MnAOS从3.58增加至3.74,其向钙锰矿转化的程度急剧降低。含K的c轴无序H型水钠锰矿向钙锰矿的转化要比含Na的c轴无序H型水钠锰矿更慢,因为含K的c轴无序H型水钠锰矿的层间K~+不能完全被Mg~(2+)交换,阻碍了它向钙锰矿的转化。当c轴无序H型水钠锰矿的层间离子含量较低时,它就向隧道尺寸较小的拉锰矿转化,而不是向钙锰矿转化。这些结果表明层状结构的c轴无序H型水钠锰矿向隧道结构的钙锰矿转化受MnAOS和层间离子的含量和类型影响。3.锰钾矿被Mn(Ⅱ)还原转化为水锰矿。在pH 7通N_2条件下,含Na锰钾矿与较低浓度的Mn(Ⅱ)反应时,隧道结构的锰钾矿未发生转化;当Mn(Ⅱ)含量增多时,锰钾矿被Mn(Ⅱ)还原为水锰矿和少量斜方水锰矿。相比较于通N_2条件,不通N_2时锰钾矿向水锰矿的转化速率减慢,可能是因为不通N_2时初始加入的一部分Mn(Ⅱ)被溶解O_2消耗,减弱了Mn(Ⅱ)对锰钾矿的还原。在通N_2条件Mn(Ⅱ)还原结晶度较弱的含Na锰钾矿时出现了六方水锰矿,可能是因为结晶度较弱的含Na锰钾矿中含有少量的δ-MnO_2,δ-MnO_2被Mn(Ⅱ)还原为六方水锰矿。随着反应的进行,六方水锰矿的特征峰消失,水锰矿和斜方水锰矿的特征峰出现。4.六方水锰矿通过歧化反应向水钠锰矿转化。通过均匀沉淀法合成六方水锰矿。六方水锰矿在中性和碱性(pH≥7.5)条件下基本保持稳定;在酸性(pH<6)条件下通过歧化反应2 MnOOH+2 H~+→MnO_2+2 H_2O+Mn~(2+)生成层状水钠锰矿。在转化过程中,矿物保持了原有的片状结构,表明主要是固相转化过程。随着pH降低(pH=6-2),六方水锰矿歧化反应速率增加,进而转化为水钠锰矿的速率加快。上述结果为深入理解环境中低价氧化锰向高价氧化锰矿物的转化途径,以及高价氧化锰矿物的化学形成机制等地球化学过程提供了依据。(本文来源于《华中农业大学》期刊2018-06-01）
幸雪冰[3]（2017）在《两种典型结构氧化锰矿物的微波吸收及对抗生素的微波降解研究》一文中研究指出本论文对天然水钠锰矿进行结构、性能分析,发现了天然氧化锰矿物具有良好的微波吸收性能。为了进一步研究氧化锰矿物与微波的作用机制,本论文合成了两种代表性的氧化锰矿物(1×∞)层状结构水钠锰矿和(2×2)孔道结构的锰钾矿。进一步对水钠锰矿的酸碱性、平均氧化度等进行调控,研究了成分、形貌等对水钠锰矿微波吸收性能的影响,并探究了微波吸收机制对微波诱导降解四环素(TC)的影响。此外,采用过渡金属元素Co、Fe对(2×2)孔道结构锰钾矿进行掺杂,通过调控固有电偶极矩、晶体对称性、晶体形貌等探究其对微波吸收性能的变化和对微波诱导降解四环素(TC)的影响。主要的研究内容和结论如下:(1)采用共沉淀法成功制备出碱性水钠锰矿、酸性水钠锰矿和锰钾矿,并对其结构和形貌进行了研究。水钠锰矿为层状结构,通过改变合成时低价锰离子的添加量可以调控其平均氧化度;锰钾矿是四方晶系,是粒径为50nm左右的纳米纤维,Co、Fe等过渡金属离子对锰钾矿进行掺杂以后,锰钾矿的晶体结构会从四方晶系向单斜晶系发生转变,形貌也会从纳米纤维转变为微米级别的颗粒。(2)水钠锰矿在微波辐射下既会产生介电损耗又会产生磁损耗。其中,平均氧化度较高的水钠锰矿以介电损耗为主;平均氧化度较低的水钠锰矿以磁损耗为主,换言之Mn离子的电子自旋磁矩是影响水钠锰矿是介电损耗为主还是磁损耗为主的关键因素。锰钾矿的微波损耗以介电损耗为主,Co和Fe离子掺杂锰钾矿后其微波吸收性能会稍微减弱,但是由于晶型转变出现固有电偶极矩,其最强反射吸收峰会往高频移动。(3)微波作用下天然水钠锰矿对四环素具有一定的处理效果;碱性水钠锰矿对四环素的微波降解量我为16.9mg/g;对比一系列Fe-Cryp样品降解四环素,其中锰钾矿原样的微波吸收性能最强,约为-35 dB,对四环素的降解效果也是锰钾矿原样最优,降解量可达21.8mg/g。(本文来源于《中国地质大学(北京)》期刊2017-05-01）
张旭[4]（2015）在《黄铁矿还原浸出氧化锰矿物资源的应用基础研究》一文中研究指出论文以氧化锰尾矿、中低品位软锰矿和大洋锰结核叁种氧化锰资源为研究对象,进行了以黄铁矿为还原剂浸出氧化锰资源的研究。文中研究了化学浸出过程及反应过程中各种离子的影响和微生物强化浸出化学浸出渣及微生物浸出过程的基本原理,并研究了嗜酸氧化亚铁硫杆菌高效培养和微生物对Mn2+的耐受能力等辅助问题,为以黄铁矿为还原剂浸出氧化锰资源的化学浸出和微生物浸出联合工艺提供了必要的应用基础。以黄铁矿为还原剂浸出氧化锰资源的化学过程是一个复杂的多相反应过程。溶液中Mn2+的浸出过程与黄铁矿的浸出反应方式及黄铁矿反应后的产物存在密切关系。Fe3+对MnO2-FeS2-H2SO4反应浸出过程有一定的催化作用,尤其是反应初期,溶液中Fe3+促进了FeS2表面的化学反应,溶液中Fe3+越高,使得其反应速率越高,并进行了其催化反应浸出过程的动力学分析：浸出过程中FeS2表面存在S与SO42-两种反应方式,随着FeS2表面反应的进行,颗粒表面产生S固化层,并受到固化层的扩散控制；MnO2-FeS2-H2SO4系统中加入嗜酸氧化亚铁硫杆菌,可以有效促进反应的进行,从而加速Mn2+的浸出；循环伏安电化学分析表明细菌和Fe3+的加入,降低了FeS2的氧化还原电位,同时缩短了氧化峰与还原峰之间的电位差,使得FeS2氧化还原反应更容易进行。利用陶粒载体培养嗜酸氧化亚铁硫杆菌可以有效提高嗜酸氧化亚铁硫杆菌氧化Fe2+的速率,实现嗜酸氧化亚铁硫杆菌的快速培养；而利用黄铁矿培养嗜酸氧化亚铁硫杆菌过程表明,在合适条件下,经过144小时的培养嗜酸氧化亚铁硫杆菌细菌浓度可以达到6.4×108个/mL,其培养效率是传统利用硫酸亚铁细菌生长利用效率的5倍左右；微生物对Mn2+的耐受能力的试验表明,嗜酸氧化亚铁硫杆菌对Mn2+具有一定的耐受能力,当培养基Mn2+浓度≤1g/L时,对细菌的生长活性影响很小,Mn2+浓度为5-15g/L时,细菌生长出现延迟,当Mn2+浓度增大到20g/L时,细菌代谢完全停止。本论文研究结果为实现优化MnO2-FeS2-H2SO4整个浸出工艺及微生物浸出复杂矿物提供了一定的理论依据,同时对化学浸出和微生物浸出过程的工业应用都有一定的促进和指导意义。(本文来源于《北京科技大学》期刊2015-12-18）
王冰清,于丹婷,郑袁明[5]（2014）在《不同氧化锰矿物与砷的交互作用》一文中研究指出利用从土壤铁锰结核中分离筛选得到的1株锰氧化细菌(芽孢杆菌,Bacillus sp.)GY16合成生物氧化锰,与化学合成的水钠锰矿进行比较,研究了不同氧化锰对As的氧化吸附特征.结果表明,生物氧化锰和化学氧化锰对As(Ⅲ)均有强烈的氧化作用,化学氧化锰对As(Ⅲ)的氧化速率要高于生物氧化锰,而单位物质的量的生物氧化锰对As(Ⅲ)的氧化量可达化学氧化锰的5倍,并且对As(Ⅴ)有非常明显的吸附作用,而化学氧化锰对As(Ⅴ)的吸附量则非常少.此外,随着生物氧化锰与As(Ⅲ)/As(Ⅴ)反应的进行,生物氧化锰对As(Ⅲ)/As(Ⅴ)的氧化吸附速率均逐渐降低.随着pH的增加,生物氧化锰对As(Ⅲ)的氧化量及As(Ⅴ)的吸附量均呈现出明显的下降趋势,但是化学氧化锰对As(Ⅴ)的吸附量却有微弱的增加.研究结果可为生物氧化锰应用于环境修复提供可靠的技术支撑.(本文来源于《环境科学学报》期刊2014年10期）
张嵚,冯雄汉,邱国红,谭文峰,刘凡[6]（2011）在《不同氧化锰矿物对光催化降解苯酚的影响》一文中研究指出合成层状结构的酸性和碱性水钠锰矿以及隧道结构的锰钾矿和钙锰矿,将其用于苯酚的光催化降解研究。分别采用X射线衍射(XRD)、原子吸收光谱(AAS)、扫描电镜(SEM)、BET氮气吸附法和紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对供试锰氧化物的晶体结构、化学组成、微观形貌、比表面积以及光吸收性能等进行了表征。研究表明,暗反应条件锰氧化物对苯酚的降解作用较弱,而UV-Vis光照能显着促进锰氧化物对苯酚的降解。光照反应12 h后,锰钾矿、酸性水钠锰矿、钙锰矿以及碱性水钠锰矿的苯酚降解率分别为92.1%、77.3%、57.4%和45.8%;对应的TOC去除率分别由暗反应时的6.3%、11.2%、2.0%和4.6%提高至62.1%、43.1%、25.4%和22.5%。4种供试锰氧化物均具有光催化活性,其大小顺序为:锰钾矿>酸性水钠锰矿>钙锰矿>碱性水钠锰矿。UV-Vis光照下氧化锰矿物光化学降解苯酚主要存在3种降解机制———苯酚的直接光解,锰氧化物的化学氧化和锰氧化物的光化学催化,其中光催化降解起主导作用。(本文来源于《矿物学报》期刊2011年02期）
宋春华[7]（2010）在《几种常见氧化锰矿物的电化学性质研究》一文中研究指出土壤、海洋及其湖泊沉积物中含有大量锰结核,氧化锰矿物是其主要组成成分之一,其资源属性日益受到关注。深入开展研究氧化锰矿物的性质,促进氧化锰矿物资源的开发与利用具有重要的理论和实践意义。氧化锰矿物的种类多种多样,按空间结构大致可分为一维隧道、二维层状以及叁维网状结构；因其资源丰富、价格低廉、环境友好,在锂离子二次电池正极材料、超级电容器、催化剂、吸附剂、磁性材料以及核废料固定材料等方面有着重要的应用前景。锂离子二次电池是以嵌入锂化合物作为正、负极材料的最新一代高比能蓄电池。它具有电池电压高、比能量大、循环寿命长、自放电小以及有利于环保等优点。近年来,锂离子蓄电池在各方面均在不断改进。负极与电解质进步较快,但作为锂离子电池的重要组成部分的正极材料性能已经成为制约其大规模推广应用的瓶颈,是进一步提高电池性能、降低成本的关键。另一方面,锂-锰正极材料的电池性能与合成方法有很大关系,例如采用传统高温固相法能耗大、周期长,合成的正极材料晶粒和颗粒的可调控性差,团聚现象比较严重,电池性能较差且不稳定。近年来,针对这些问题,虽然进行了广泛的研究,但一直没有得到很好的解决,所以寻找合适的合成技术及方法来制备性能优良、成本低廉的正极材料仍是目前研究的热点、难点之一。本论文主要从提高氧化锰正极材料的放电容量、循环稳定性以及降低锂离子电池的生产成本出发,研究了几种常见的氧化锰矿物(钙锰矿、锰钾矿和水钠锰矿)的制备方法以及通过掺杂对氧化锰矿物改性,并采用X-射线衍射(XRD)、Rietveld结构精修、热重分析(TGA)、成分分析、比表面测试、X-射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)以及透射电镜(TEM)等测试手段对合成材料进行物化表征以及电化学性能测试,考察其在锂离子电池中的应用。取得的主要结果如下：1.以掺钴水钠锰矿为前驱物,采用常压回流条件下的一步氧化法合成制备了—系列掺钴不同浓度的钙锰矿,对其晶胞参数、水分含量、Mn氧化度、以及晶体形貌(包括颗粒的尺寸)等性质表征表明,样品中钴离子均为+3价,Rietveld结构精修表明掺杂的钴离子替代了Mn2和Mn4两个等效位点,金属离子和氧离子的平均键长发生了系统改变；进一步的结合电化学分析表明,由于钻离子掺杂提高了钙锰矿晶体结构的稳定以及放电电压平台,掺钴钙锰矿的放电比容量和循环稳定性也得以改善。掺钴量在10-15%之间的钙锰矿电化学性能最好,其中Tod-Co10%电极的首次放电比容量为219mAh/g,经过100周充放电循环后放电比容量仍有102mAh/g;粉末微电极结合循环伏安扫描进一步辅证了钴离子掺杂能显着提高钙锰矿的电化学性能。2.采用新兴的微波加热法制备了不同掺钴浓度的钙锰矿。与回流法不同的是：1)微波加热制备的样品衍射峰峰强较大,半峰宽较窄,其结晶度均较好；2)Mn氧化度随钴掺杂量的增加而略有增加；3)Tod-Co20%片状颗粒最小,钴掺杂量最高,首次放电容量最低,其循环稳定性最好,充放电的库仑效率也高。与回流法相同的是：1)钙锰矿水分含量和晶胞体积随掺钴量的增加而增加；2)钙锰矿主要由互成1200的片状叁连晶组成,片状颗粒有减小的趋势,并且团聚成近似球状的二次颗粒；3)掺钴钙锰矿的放电比容量和循环稳定性均比未掺杂的好。3.采用3种不同合成方法(回流法、溶胶-凝胶法和高温煅烧法)均能制备出纯的锰钾矿。由于制备方法不同,3个样品的物理化学性质也相差较大。Cry-60和Cry-sol-gel两者的颗粒形貌差别较大,但电池性能较接近,前者的循环容量更好；Cry-calcine由煅烧合成,由于其水分含量低,晶胞体积小,表面积小,晶体颗粒较大,且尺寸大小不一和形貌不规则,以致于其循环容量最低。回流法合成的锰钾矿电池性能相对较好,Cry-80样品因具有适中的预处理温度、比表面积、水分含量和晶粒尺寸,其电池性能最好。并且所有回流法合成的锰钾矿电极经过50周循环以后隧道结构依然保持完好。4.进一步通过钴离子掺杂在回流条件下制备了一系列掺钴不同浓度的锰钾矿,其晶胞体积随掺钴量的增加而减小,钴离子均为+3价,水分含量逐渐增加,其隧道水含量对电池的循环容量影响较大：300℃加热处理的锰钾矿隧道水脱出较多,充放电过程中隧道结构容易塌陷,其制备的电极整体放电性能较差；而140℃下隧道水大部分保留,起到支撑隧道的作用,Li+嵌入-脱出时隧道可以弹性地收缩,电极的循环稳定性较好；钴离子掺杂进一步提高了锰钾矿电极的循环稳定性,但掺杂量过大会降低嵌锂容量,所以,Cry-Co5%(140℃热处理)电极的放电性能最佳,其首次放电比容量高达254 mAh/g,50周循环后仍有138mAh/g。5.以02作氧化剂在强碱条件下一步氧化不同比例的MnCl2和CoCl2混合液合成了掺钴不同浓度的水钠锰矿,研究了掺钴含量的变化对水钠锰矿的晶胞参数、晶粒大小、水分含量、比表面积、Mn氧化度、Co的价态、各种氧的化学态及比例以及晶体形貌(包括颗粒的尺寸)等性质的影响。结合热重和成分分析,通过改变水钠锰矿的热处理温度,得到了不同层间水含量的电极。恒流充放电方法分析这些电极的循环容量表明：未掺钴水钠锰矿放电容量衰减迅速,掺钻后水钠锰矿的循环稳定性都得到提高,其中掺钴10%的水钠锰矿循环稳定性最好,在适当热处理(130℃热处理4小时)后,脱去部分层间水,增加了Li+嵌入-脱出位点,剩余层间水又起到支撑层结构的作用,加之钴离子掺杂使Mn06八面体骨架更牢固。样品在20 mA/g电流密度下,充放电截止电压为2.0-3.8 V (vs. Li/Li+),其首次放电比容量高达224mAh/g,经过100周循环后还有115mAh/g。不同倍率的放电测试表明,由于其较大的比表面积,在高电流密度下也展示了较好的放电容量。6.首次使用高锰酸钾、蔗糖和乙酸钴为原材料,采用溶胶-凝胶法通过控制乙酸钴的添加量合成了不同掺钴浓度的水钠锰矿,XRD结果表明所有样品主要成分为单斜结构的水钠锰矿,并含有极少量黑锰矿杂质,且随掺钻浓度的增加,黑锰矿的含量有所增加。溶胶-凝胶法合成的掺钴水钠锰矿表面有一层钝化膜,其电极的开路电压较低,电池内阻较大,所有供试样品首次放电比容量均较低,经过一周充电活化后,电极的放电比容量在第2周达到最大。随着掺钴浓度加大,水钠锰矿中杂质相黑锰矿的含量也逐渐增加,,导致电池性能恶化。脱去适量层间水的未掺杂水钠锰矿(130℃热处理4小时)中黑锰矿含量最低,其循环稳定性最好；循环伏安扫描表明,经过60周充放电循环后Bir-CoO%电极依然保持良好的电化学活性,其氧化还原峰对称性较好,峰电位相差小,峰电流几乎没有衰减。(本文来源于《华中农业大学》期刊2010-12-01）
李倩[8]（2010）在《不同结构氧化锰矿物氧化硫化物动力学特点及影响因素》一文中研究指出氧化锰矿物是土壤中重要组分之一,具有良好的吸附、氧化和催化等特性,其环境属性备受关注。高浓度硫化物以其毒性、腐蚀性和臭味等,直接危害人体健康,因而硫化物在环境中的化学行为及归趋日益引起人们重视。氧化锰矿物与硫化物氧化还原反应过程的研究可为阐明硫化物和锰氧化物在土壤中的迁移、转化规律提供基础数据,增强对环境中锰氧化物与硫化物环境化学行为的理论认识。氧化锰矿物种类繁多,不同结构类型矿物表现出不同的氧化还原特性,本文实验室合成了四种不同结构的氧化锰矿物：碱性水钠锰矿(Bir-OH).酸性水钠锰矿(Bir-H)、锰钾矿(CRY)以及钙锰矿(TOD),应用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、离子色谱(IC)和分光光度计等分析方法,较为系统地考察了模拟环境中氧化锰矿物对S2-的氧化机理和动力学特性,探讨了矿物结构、矿物用量、pH值和环境温度等条件对硫化物氧化过程及速率的影响,主要结论如下：1.不同氧化锰矿物氧化S2-的固相还原产物主要为Mn(OH)2或MnOOH。X-射线衍射(XRD)图谱分析表明碱性水钠锰矿、酸性水钠锰矿、锰钾矿的初始还原产物主要为Mn(OH)2,且Mn(OH)2在空气中易氧化生成Mn3O4；而钙锰矿初始还原产物包含Mn(OH)2和MnOOH,且反应时间延长产物以MnOOH为主,少量的Mn(OH)2在空气中转化生成Mn3O4。锰氧化物还原产物的不同与矿物结构的化学稳定性相关,钙锰矿较为稳定,因而有低价态MnOOH生成。2.液相中S2-被氧化锰矿物氧化的产物有S、SO32-、S2O32-和SO42-,而主要存在形态为单质S。反应初期S2-转化为SO32-、SO42-和S2O32-的百分率较小,Bir-OH、Bir-H、CRY和TOD体系中叁种离子总的含量百分率最大值依次为14.53%、15.45%、13.36%和25.25%,因而,可以认为S单质为主要产物。随反应时间延长至1-2周,S单质继续被氧化生成SO32-.SO42-和S2O32-,因SO32-不稳定,S2-最终以S、S2O32-和SO42-叁种产物形式存在,且S单质仍为氧化产物的主要形式。3.碱性水钠锰矿、酸性水钠锰矿、锰钾矿及钙锰矿氧化S2-初始阶段反应均符合准一级动力学。不同条件下锰矿物氧化能力基本表现为：酸性水钠锰矿>钙锰矿>锰钾矿>碱性水钠锰矿。氧化锰矿物中Mn(Ⅲ)含量及与可溶性硫化物接触的活性Mn(Ⅲ)量是决定其氧化能力的关键因素。在室温条件下(20℃),S2-浓度为200 mg/L的硫化钠溶液pH(12),投加矿物量充足(0.1g),氧化S2-的表观反应速率常数Kobs的大小顺序为：Bir-H (0.4627 min-1)> TOD (0.3731 min-1)> CRY (0.2203 min-1)> Bir-OH (0.1888 min-1)。4.溶液体系温度、pH值和矿物用量等对氧化锰矿物氧化S2-的速率有一定影响。增加矿物用量均能提高反应速率。升高反应温度对四种矿物作用不一,酸性水钠锰矿及锰钾矿体系中,反应温度从20℃升至30℃时,反应速率无显着变化,温度升高至40℃,反应速率增加明显；钙锰矿随温度升高氧化反应速率加快；反应体系温度升高,碱性水钠锰矿氧化S2-速率明显加快,30℃时,反应速率甚至超过锰钾矿。碱性范围内调节溶液pH值对酸性水钠锰矿、碱性水钠锰矿及锰钾矿氧化S2-的速率影响较小,一般随pH值降低略有升高,而反应溶液的pH值调节为10时,钙锰矿的反应速率出现最大值。总体而言,酸性水钠锰矿与钙锰矿氧化S2-的速率大于锰钾矿与碱性水钠锰矿(本文来源于《华中农业大学》期刊2010-06-01）
马素花,沈晓冬,陈琳[9]（2010）在《二氧化锰对含硫铝酸钙矿物硅酸盐水泥熟料相平衡共存的影响》一文中研究指出借助X射线衍射定量分析及化学分析法,系统研究了MnO2对含硫铝酸钙矿物(3CaO·3Al2O3·CaSO4,C4A3)硅酸盐水泥熟料中阿利特和硫铝酸钙矿物形成及共存温度范围的影响。结果表明:在生料中掺入0.1%(质量分数)MnO2,可以加速CaCO3的分解,提高CaCO3的分解速率,促进熟料煅烧过程中固相反应的提前及水泥熟料烧成过程中f-CaO的吸收,同时,增加了液相量,加速熟料的烧成,使C4A3S矿物分解温度提高了100℃,使体系中阿利特和硫铝酸钙两者的共存温度范围扩大了57℃。(本文来源于《硅酸盐学报》期刊2010年04期）
金圣圣,贺纪正,郑袁明,孟佑婷,张丽梅[10]（2009）在《生物氧化锰矿物对几种重金属的吸附作用》一文中研究指出从土壤铁锰结核及其附近土壤中分离、培养并筛选到3株锰氧化细菌:芽孢杆菌(Bacillus sp.)WH4和GY16,假单胞菌(Pseudomonas sp.)WHS26,应用这3个菌株大量合成了生物氧化锰.在此基础上,比较研究了这3个菌株催化合成的生物氧化锰与一种化学合成锰氧化物矿物(S-MnOx:Synthesized Mn oxide)对重金属Cu2+、Zn2+、Cd2+的吸附特征.结果表明,3种生物氧化锰对重金属的吸附具有明显优势,其对Cu2+、Zn2+、Cd2+的最大吸附量约为S-MnOx的10~100倍;各种氧化锰对Cu2+、Zn2+、Cd2+的吸附过程均符合Langmuir等温吸附模型,且是一个快速吸附的过程;3种锰氧化物对Cu2+、Zn2+、Cd2+3种重金属的最大吸附量与其比表面积呈正相关,吸附过程受pH影响,最适的pH范围为3~6.(本文来源于《环境科学学报》期刊2009年01期）
氧化锰矿物论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
锰氧化物(包括锰的氧化物和氢氧化物)在土壤和沉积物中普遍存在,因其电荷零点低、表面活性强、氧化还原电位高,影响到Fe(Ⅱ)、As(III)、Se(IV)、Cr(III)、Pu(IV)等变价元素和一些有机物的氧化或催化氧化,以及它们在土壤溶液和天然水体中迁移、转化、生物有效性和毒性。不同的锰氧化物对金属离子和有机物的反应活性有显着差异。本文以环境中常见的高价层状锰氧化物(水钠锰矿)、高价隧道锰氧化物(锰钾矿)和低价层状锰氧化物(六方水锰矿)为研究对象,采用X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM/SAED)、高分辨透射电镜(HRTEM)、扫描透射电镜(SEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)和X射线吸收光谱(XAS)等测试技术,结合元素分析系统研究了水钠锰矿、锰钾矿和六方水锰矿等土壤中常见氧化锰矿物的形成、转化过程以及相关影响因素。这些研究为深入理解环境中低价和高价氧化锰矿物的化学形成以及转化途径等地球化学过程提供依据。取得的主要结果有:1.水钠锰矿层对称型的转化。水钠锰矿是土壤中最常见的活性氧化锰矿物,也是许多其它氧化锰矿物形成的前驱物。(1)两种六方层对称型水钠锰矿:水羟锰矿和酸性水钠锰矿分别在不同的pH和Mn(Ⅱ)浓度下均能转化为正交层对称型水钠锰矿。它们转化得到的产物化学组成分别为Na_(0.21)MnO_(1.87)·1.04H_2O和Na_(0.35)MnO_(1.88)·0.23H_2O,锰平均氧化度分别是3.53和3.41,与报道的具有正交层对称型的叁斜水钠锰矿接近。水羟锰矿转化得到的产物结晶度要比酸性水钠锰矿体系强,尽管后者转化的pH更高。水羟锰矿转化产物c轴方向晶体厚度是16 nm,远大于以酸性水钠锰矿为前驱物的结果(8 nm)。线性拟合分析水羟锰矿和酸性水钠锰矿与Mn(Ⅱ)反应后产物的EXAFS k空间图谱,表明大约有44.5%的水羟锰矿和89.0%的酸性水钠锰矿层对称型从六方转化为正交。随着反应时间的增加,水羟锰矿的细小球状颗粒逐渐生长变成较大的片状,酸性水钠锰矿也由花球状变为片状。(2)水羟锰矿层对称型从六方向正交发生完全转化比酸性水钠锰矿层对称型转化需要的pH和Mn(Ⅱ)浓度都低(pH 9 vs.pH 13,10%vs.24%[Mn(Ⅱ)]/[Mn]),所以在碱性环境中与Mn(Ⅱ)发生反应时水羟锰矿的层对称型更容易发生转化。这个不同归咎于水羟锰矿的颗粒尺寸比酸性水钠锰矿的小,使得正交层对称型的水钠锰矿更容易定向生长。另外酸性水钠锰矿比表面积较小,含有比较厚的层堆迭使得它的六方结构更牢固,向正交层对称型转化更难。(3)水羟锰矿在不同的pH(7-9)条件下与不同的Mn(Ⅱ)浓度(从0到7.5 mM,或者[Mn(Ⅱ)]/[Mn]摩尔浓度比从0%到15%)反应的系列实验表明Mn(Ⅱ)浓度和pH共同决定了水钠锰矿层对称型从六方向正交的转化,它们的多少和大小决定了转化的程度和速率。当水羟锰矿中存在5 mM Mn(Ⅱ)时,pH从7增加到9,形成的六方水锰矿含量逐渐降低,正交层对称型水钠锰矿出现,表明较高的pH促进正交层对称型水钠锰矿的形成。当水羟锰矿在pH 8条件下,与少量Mn(Ⅱ)(Mn(Ⅱ)/[Mn]≤2%)反应,保持不变。Mn(Ⅱ)浓度增加至Mn(Ⅱ)/[Mn]=5%,水羟锰矿转化为正交层对称型水钠锰矿。继续增加Mn(Ⅱ)浓度(Mn(Ⅱ)/[Mn]≤10%),得到六方水锰矿。存在的Mn(Ⅱ)浓度较低时,水羟锰矿每一个空位位点上可能只吸附一个Mn(Ⅱ)。Mn(Ⅱ)与邻近的沿着b轴的Mn(IV)通过电子传递发生归中反应,产生的两个Mn(III)进入锰氧八面体层,使得水钠锰矿对称型由六方转化为正交。但是,存在较高的Mn(Ⅱ)浓度时,两个Mn(Ⅱ)可能吸附在同一个空位位点的上下方,一小部分Mn(Ⅱ)吸附在边面位点。那么在同一个空位位点的两面含有吸附的Mn(Ⅱ)或者产生的Mn(III),由于静电排斥作用阻碍了Mn(III)迁移进入八面体层内。这种情况有利于有氧条件下独立的Mn(III)氧化物形成,或者水钠锰矿被完全还原为Mn(III)氧化物。2.c轴无序H型水钠锰矿向钙锰矿的转化。通过控制MnO_4~-/Mn~(2+)比例在低浓度的NaOH或者KOH溶液中合成不同锰氧化度(Mn AOS)的c轴无序H型水钠锰矿。在回流条件下,随着含Na的c轴无序H型水钠锰矿的MnAOS从3.58增加至3.74,其向钙锰矿转化的程度急剧降低。含K的c轴无序H型水钠锰矿向钙锰矿的转化要比含Na的c轴无序H型水钠锰矿更慢,因为含K的c轴无序H型水钠锰矿的层间K~+不能完全被Mg~(2+)交换,阻碍了它向钙锰矿的转化。当c轴无序H型水钠锰矿的层间离子含量较低时,它就向隧道尺寸较小的拉锰矿转化,而不是向钙锰矿转化。这些结果表明层状结构的c轴无序H型水钠锰矿向隧道结构的钙锰矿转化受MnAOS和层间离子的含量和类型影响。3.锰钾矿被Mn(Ⅱ)还原转化为水锰矿。在pH 7通N_2条件下,含Na锰钾矿与较低浓度的Mn(Ⅱ)反应时,隧道结构的锰钾矿未发生转化;当Mn(Ⅱ)含量增多时,锰钾矿被Mn(Ⅱ)还原为水锰矿和少量斜方水锰矿。相比较于通N_2条件,不通N_2时锰钾矿向水锰矿的转化速率减慢,可能是因为不通N_2时初始加入的一部分Mn(Ⅱ)被溶解O_2消耗,减弱了Mn(Ⅱ)对锰钾矿的还原。在通N_2条件Mn(Ⅱ)还原结晶度较弱的含Na锰钾矿时出现了六方水锰矿,可能是因为结晶度较弱的含Na锰钾矿中含有少量的δ-MnO_2,δ-MnO_2被Mn(Ⅱ)还原为六方水锰矿。随着反应的进行,六方水锰矿的特征峰消失,水锰矿和斜方水锰矿的特征峰出现。4.六方水锰矿通过歧化反应向水钠锰矿转化。通过均匀沉淀法合成六方水锰矿。六方水锰矿在中性和碱性(pH≥7.5)条件下基本保持稳定;在酸性(pH<6)条件下通过歧化反应2 MnOOH+2 H~+→MnO_2+2 H_2O+Mn~(2+)生成层状水钠锰矿。在转化过程中,矿物保持了原有的片状结构,表明主要是固相转化过程。随着pH降低(pH=6-2),六方水锰矿歧化反应速率增加,进而转化为水钠锰矿的速率加快。上述结果为深入理解环境中低价氧化锰向高价氧化锰矿物的转化途径,以及高价氧化锰矿物的化学形成机制等地球化学过程提供了依据。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
氧化锰矿物论文参考文献
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