二氧化锰的制备反应研究
硫酸锰溶液电解制备二氧化锰技术研究进展
手段研究了 MnCh电化学过程，结果表明，EMD
从硫酸猛溶液中阳极沉积主要经历了以下历程：
Mn2+=Mn3++e
(2)
Mn3+=Mn4++e
(3)
Mn4++2H2O= MnO2+4H+
(4)
其中部分有：
Mn3++2H2O=MnOOH+3H+
(5)
MnOOH= MnO2+H++e
(6)
当电势小于1.2 V时，反应(2) ~ (5)为主
为30 A/m2时最大。综合考虑电流密度对电压、电 流效率及产品粒径的影响，确定最佳电流密度为
30 A/m2o M. Ghaemi［11］从电流供给方式的不同考察了直
流电流及脉冲电流对EMD的充电-放电性能等电 化学性能的影响。结果表明，在相对较低的平均阳 极电流密度条件下，直流比脉冲电流表现出更佳的
要反应，而当电势大于1.2 V时，(6)反应也将出现。
村木一郎则认为MnOi的沉积主要得益于在电
收稿日期：2018-04-16;改回日期：2018-05-18 基金项目：成都理工大学科研启动基金(N0.10900-KYQD-06826) 作者简介：廖兵(1989-)，男，博士，讲师，主要研究方向为水污染控制，污染控制与资源化。
1.2电解参数对EMD的影响研究 研究表明，要获得合格的EMD产品，电解参
数有重要的影响，考虑到电流效率、能耗及节能 环保的要求，对电解参数的优化与改进也是当前
EMD工艺需要考虑的重要问题。下面就电流密度、 硫酸浓度、电解温度、阳极板选择及电解液成分对 EMD的影响进行综述总结。 1.2.1电流密度的影响
电解二氧化锰制备技术的研究现状及展望
电解二 氧化 锰 制备技 术 的研 究现 状及 展 望
一
专题 与 评 论
， １ ｔ ｔ ｔ ｔ ｔ ｌ ；
一
电 解 二 氧 化 锰 制 备 技 术 的 研 究现 状 及 展 望
张成 金
（ 南 昭通 洛 旺 乡中学 ， 南昭 通 ，５６ ４ 云 云 ６ ７ １）
硫 酸 浓度 和杂 质离 子 浓 度 等 ， 不 同程 度 地 影 响 着 都
上 述两 类指 标 。多 年 来 ， 少 学者 较 为详 细 地 研究 不
了这些 条件 对 Ｍｎ Ｏ４Ｈｚ Ｏ 体 系制 备 电 解 Ｍｎ Ｓ 一 ４ Ｓ Ｏｚ
的影 响 。王 绍 斌 等 ＿ 对 酸 性 电解 液 中 Ｈｚ Ｏ 度 ４ ］ 浓 Ｓ
１ ２ 效 率逐渐 减 小 。
四川化 工
第１ ４卷
２ １ 年 第 ２期 ０１
去 除等几 个方 面 。电解 二 氧化锰 中的铁是 影 响 电池
目前 高 温 电解 工艺 是世 界各 国 电解 二氧 化锰生
性 能 的重 要 因素之 一 ， 而 电池工 业 对 铁 的 含量 有 因 着严 格要 求 ， 目前 电解 二 氧化 锰 生 产 中除铁 工 艺 已 十分成熟 ， 完全 可 以将 溶 液 中 的铁 离 子 除 至 要求 范
性 以及 良好 的 主要 原料 ， 需求 量 正在 不断 增加 【 。 其 ２ ］ 电解 Ｍｎ 作 为 碱 性 锌 锰 电池 的 正 极 活 性 物 Ｏ。
质 ， 质量 的 优劣对 电池 功效 至关 重要 ， 直 接影 响 其 它 电池 的放 电、 储存 等性 能［ 。２ ３ ］ １世 纪 随着 各 国政府
摘 要 、
介绍 了 电解 二 氧化 锰 （ ＭＤ） Ｅ 工业 的发 展 趋势 ， 细 的评 述 了 Ｅ 详 ＭＤ 的制备 、 杂 改性 等方 面 的 掺 研 究 进展 情 况 ， 对 Ｅ 并 ＭＤ新 工艺 的发 展趋 势 作 了展望 ， 同时对 中 国 电解 二 氧化 锰 工业 的发 展 提 出
催化剂二氧化锰
催化剂二氧化锰1. 引言催化剂是一种能够改变化学反应速率但本身不参与反应的物质。
二氧化锰（MnO2）是一种常见的催化剂，具有广泛的应用领域。
本文将介绍二氧化锰的性质、制备方法以及其在各个领域的应用。
2. 二氧化锰的性质2.1 物理性质二氧化锰是一种黑色固体，具有褐黄色或灰绿色的变种。
它的密度为 5.026 g/cm³，熔点约为530℃。
二氧化锰是一种半导体材料，具有一定的电导率。
2.2 化学性质二氧化锰具有良好的催化性能，可以促进多种化学反应的进行。
它在氧化还原反应中起到催化剂的作用。
此外，二氧化锰还具有催化分解过氧化氢和氯酸的能力。
3. 二氧化锰的制备方法3.1 化学法制备二氧化锰可以通过化学方法制备。
常见的制备方法包括锰盐的热分解、锰离子的氧化和锰离子的沉淀等。
3.2 物理法制备除了化学法制备外，二氧化锰还可以通过物理方法制备，如高温热解、氧化锰矿石等。
3.3 工业制备工业上常用的二氧化锰制备方法是通过矿石的焙烧、浸出、氧化和沉淀等步骤得到。
4. 二氧化锰的应用领域4.1 化学工业二氧化锰在化学工业中广泛应用。
它可以作为催化剂用于有机合成反应、氧化反应和还原反应等。
例如，在草酸氧化反应中，二氧化锰可以作为催化剂促进反应的进行。
4.2 电池工业二氧化锰在电池工业中具有重要的应用。
它可以作为电池正极材料，例如在碱性锌锰电池中，二氧化锰被用作正极活性物质，能够提供电池所需的电流。
4.3 环境保护二氧化锰在环境保护领域也有应用。
它可以用于废水处理、废气处理和催化氧化等过程。
例如，在废气处理中，二氧化锰可以催化氮氧化物的还原，减少对环境的污染。
4.4 医药领域二氧化锰在医药领域中被广泛应用。
它可以作为催化剂用于药物合成反应，也可以作为药物的成分之一。
例如，二氧化锰可以用于制备抗氧化剂和抗肿瘤药物。
5. 结论二氧化锰是一种重要的催化剂，具有广泛的应用领域。
它的制备方法多样，可以通过化学方法和物理方法制备。
用于超级电容器的二氧化锰电极材料的制备及电化学特性研究
用于超级电容器的二氧化锰电极材料的制备及电化学特性研究一、引言超级电容器是一种新型的储能装置，具有高能量密度、高功率密度、长寿命和快速充放电等优点。
二氧化锰作为一种重要的超级电容器电极材料，因其廉价、丰富和良好的电化学性能而备受关注。
本文旨在探讨二氧化锰电极材料的制备方法及其电化学性能，并对其进行研究。
二、二氧化锰电极材料的制备1.化学沉积法化学沉积法是制备二氧化锰电极材料最常用的方法之一、其主要步骤包括：将锰离子和葡萄糖或其他还原剂混合溶解在溶液中，加入沉淀剂将沉淀沉淀下来，并通过过滤和洗涤来获得二氧化锰颗粒。
2.水热法水热法是制备二氧化锰电极材料的另一种方法。
其步骤主要包括：将锰盐和氢氧化物溶解在水中，然后将混合溶液转移到加热反应釜中，在一定的温度和压力下反应一段时间，通过过滤和洗涤来获得二氧化锰颗粒。
三、二氧化锰电极材料的电化学性能研究1.循环伏安曲线通过循环伏安曲线可以研究二氧化锰电极材料的电容性能。
在一定的电势范围内，通过改变电势的扫描方向和扫描速度，可以得到电势和电流的关系曲线。
通过计算曲线下面积，可以得到电极的电容性能。
2.电化学阻抗谱通过电化学阻抗谱可以研究二氧化锰电极材料的电导率和电荷传递性能。
通过施加交流电压，并测量电极上的交流电流和电压，可以得到电极材料的阻抗谱。
通过分析谱图的特征信息，可以了解电荷传递的过程和电解质在电极表面的吸附情况。
3.循环寿命测试通过进行循环寿命测试，可以研究二氧化锰电极材料的稳定性和长寿命性能。
通过重复充放电循环，观察电极材料的容量衰减情况，可以评估电极材料在实际使用过程中的稳定性。
四、结论通过制备和电化学性能研究，可以得出二氧化锰电极材料具有高电容性能、良好的电导率和电荷传递性能，以及较好的稳定性和长寿命性能的结论。
这些研究成果对超级电容器的开发和应用具有重要意义。
以硫酸锰和过硫酸钾为原料制备二氧化锰的方法
以硫酸锰和过硫酸钾为原料制备二氧化锰的方法二氧化锰是一种重要的化工原料，广泛应用于生产氧化剂、电池、磁性材料等领域。
本文介绍了一种以硫酸锰和过硫酸钾为原料制备二氧化锰的方法。
1. 实验原理过硫酸钾和硫酸锰反应生成过硫酸锰和氧气，过硫酸锰在酸性条件下会分解产生二氧化锰和氧气。
反应方程式如下：2 KMnO4 + 5 H2SO4 → K2SO4 + 2 MnSO4 + 5 H2O + 5[O]2. 实验步骤材料：硫酸锰、过硫酸钾、浓硫酸、去离子水。
仪器：量筒、烧杯、热板、玻璃棒、滤纸、水浴。
1）称取硫酸锰2g，过硫酸钾1.6g，分别放入两个烧杯中。
2）将硫酸锰加入100ml浓硫酸中搅拌均匀，再加入温水（不超过50℃）70ml，热板加热至70℃。
3）将过硫酸钾加入另一个烧杯中，加入去离子水30ml搅拌均匀。
4）在硫酸锰溶液中加入过硫酸钾溶液，搅拌后用滤纸过滤。
5）将滤液加入水浴中，调节温度控制在30~40℃，用玻璃棒搅拌，直到沉淀变成红棕色为止。
6）将沉淀用去离子水洗涤至中性，并将沉淀过滤干燥即可。
3. 实验结果制备的二氧化锰为红棕色固体，良好的化学纯度和晶体结构，适合用于工业生产。
4. 实验注意事项1）实验中需采用纯化水、玻璃仪器和手套，避免杂质或污染对实验结果的影响。
2）实验中涉及到的化学药品均为危险品，必须佩戴防护用品并操作规范。
3）在实验过程中，尤其是加热过程中应注意安全，以免发生意外伤害。
4）实验结束后，需将实验舱清洗干净，检查设备是否完好，并使用适当的方法处理实验废弃物。
5. 总结通过以硫酸锰和过硫酸钾为原料的制备方法，可实现制备高品质的二氧化锰。
实验过程相对简单，易于操作，适合于小学或初中化学教学实验和科研工作。
一种重质二氧化锰的制备方法
一种重质二氧化锰的制备方法甘永兰，李玉婷，莫燕娇，张帆，杨雄强(广西锰华新能源科技发展有限公司，广西钦州535000)摘要：以硫酸锰和碳酸氢铵为原材料，通过控制锰浓度、加料速度和反应温度，制得高密度碳酸锰。
高密度碳酸锰经焙烧后得到粗品二氧化锰，粗品二氧化锰通过控制高锰酸钾的浓度、反应时间、固液比得到重质二氧化锰。
结果表明：在锰浓度为80 g/L,加料速度为66mL/min,反应温度为40丈的最优条件下，制得的高密度碳酸锰振实密度为2. 15 kg/L。
粗品二氧化锰在高锰酸钾浓度为60 g/L，反应时间为4 h，固液比为1 : 4的最优工艺条件下，制得的重质二氧化锰振实密度为2. 32 k//L。
关键词：碳酸锰；振实密度；高锰酸钾；重质二氧化锰中图分类号:TQ110.6,TQ137. 12 文献标识码：A 文章编号：1003 -3467(2021 )01 -0017 -04A Preparation Method of Heavy Manganese DioxideG A N Yonglan ,LI Yuting ,M O Yanjiao ,Z H A N G F a n，Y A N G Xiongqiang(Guangxi Menghua New Energy Technology Development Co.Ltd，Qinzhou5350 Abstract：High density manganese carbonate i s prepared f rom manganese sulfate a bonate by controlling manganese concentration,feeding rate and reaction temperature.The coarse manganese dioxide i s obtained by calcining high density manganese carbonate.The heavy manganese dioxide i s obtained by controlling the concentration of potassium permanganate，reaction time a ratio.The results show^that under the optimal conditions of manganese concentration of80 gL,feedingrate of66 m L m i n and reaction temperature of40 °C,the tap density of high- density manganese carbonate i s2. 15 k g L.Under t he optimal conditions of potassium permanganate concentration of60 g/L,reaction time of4 h and solid- liquid r a t i o of1 • 4，the tap density of heavy manganese dioxide i s2. 32 kg/L.Key words:manganese carbonate ;tap density ;potassium permanganate ;heavy manganese dioxide二氧化锰是一种性能优良、绿色环保的无机化 工材料，广泛应用于各个领域。
δ-纳米二氧化锰的制备方法及研究应用
为 ２ｍｏｌ／Ｌ。 制备 ８－ＭｎＯ 的水热 法是指 在密 封压力 容器
中，以水为溶剂、锰 的前 驱体经溶解 和再 结 晶的方 法 。通 常 以 ＫＭｎＯ 作 为 氧化 剂 与其 他 化 合 物 以一 定 比例融 入水 中 ，磁力 搅拌 后倒 入高 压反应 釜 中 ，在 高温高压反应条件下制得 ￣－ＭｎＯｚ。最常用的化合 物是硫酸锰 ，但也可用其他化合物代替 。王丽等［１０］ 将 ０．２８ｇ高 锰酸 钾 和 ０．０４５ｇ尿 素溶 人 ５０ｍＬ蒸 馏 水 中 ，采 用 水 热 法 制 备 出 了 花 状 的 ￣－ＭｎＯｚ。马 子 川 等［ｎ］用 １．８２ｇ高 锰 酸钾 和 一 定 量 的 甲苯 添 加 到 ７０ｍＬ去离子水 中，采用水热法制备 出了 ￣－ＭｎＯｚ。
２２ ห้องสมุดไป่ตู้
四川 化 工
第 ２１卷 ２０１８年 第 １期
３．２ 吸 附性 与氧 化性
面具 有非 常 大 的潜 力 。
由于 自身 独特 的晶体结 构 ，结 晶性差 、表 面吸 附 位多 ，并且 具 有 大量 的表 面 羟 基 等 ，３－ＭｎＯ 对 诸 多 污染物 表 现 出优 良的 吸附性 和氧化 性 ［２。。。
诸 多 制备 方 法 中 ，氧 化 还原 法是 最 为 常 用 的方 法 ，即通 过各 种方 法 改变 表 面 区域 、结 构 缺 陷 、粒 子 大小 和 类 型 来 控 制 ￣－ＭｎＯ。形 貌 ［６］。其 中 ，广 大 学 者 采 用 最 为 广 泛 的是 以 ＭｎＳＯ 与 ＫＭｎＯ４为 原 材 料 混 合 反 应 来 制 取 ￣－ＭｎＯｚ。也 有 学 者 用 Ｍｎ （ＮＯ３）２和 ＫＭｎＯ４为 原 材 料 制备 ￣－ＭｎＯ２ｕ－８３。另 外 ，马艳平等［９］提出了一种在低 温、常压条件下 ，以 ＫＭｎ０ 和 ＨＣ１为 原 料 ，在 液 相 环 境 中 制 备 纳 米 ＭｎＯ 的新工 艺 ，并 指 出制 备纳 米 ￣－ＭｎＯ 的最佳 方 案 是 ＫＭｎＯ 与 ＨＣ１摩尔 配 比为 １：８时 ，ＨＣ１浓度
二氧化锰-三维结构石墨烯电极材料制备及电化学性能共3篇
二氧化锰-三维结构石墨烯电极材料制备及电化学性能共3篇二氧化锰/三维结构石墨烯电极材料制备及电化学性能1二氧化锰/三维结构石墨烯电极材料制备及电化学性能随着能源需求的不断增长和环境问题的日益突出，新型高性能电化学储能设备受到越来越广泛的关注。
二氧化锰/三维结构石墨烯电极材料作为一种新型的电化学储能材料，具有较高的比电容和循环性能，在超级电容器和锂离子电池中都有广泛的应用。
本文主要介绍二氧化锰/三维结构石墨烯电极材料的制备与电化学性能。
一、制备方法二氧化锰/三维结构石墨烯电极材料的制备一般采用两步法，首先制备石墨烯泡沫材料，再利用化学气相沉积技术将二氧化锰负载在石墨烯泡沫材料表面，最终得到二氧化锰/三维结构石墨烯电极材料。
1. 制备石墨烯泡沫材料制备石墨烯泡沫材料的方法有多种，如化学气相沉积法、物理气相沉积法、化学氧化还原法等。
本文介绍一种干法化学剥离法制备石墨烯泡沫材料的方法。
将天然石墨在高温下处理，使其表面产生氧化物，然后将氧化后的天然石墨和聚乙烯醇溶液混合，并通过超声波剥离得到石墨烯泡沫材料。
最后将石墨烯泡沫材料热处理，得到具有三维结构的石墨烯泡沫材料。
2. 负载二氧化锰将制备好的石墨烯泡沫材料浸泡在含有二氧化锰前体溶液的乙醇中，然后通过化学气相沉积技术将二氧化锰沉积在石墨烯泡沫材料表面。
最终得到二氧化锰/三维结构石墨烯电极材料。
二、电化学性能二氧化锰/三维结构石墨烯电极材料的电化学性能一般通过循环伏安法、电化学阻抗谱等测试手段进行测试。
1. 循环伏安法测定循环伏安法是一种常用的电化学测试方法，可以用于测试电化学反应的物理化学特性和电化学反应动力学特性。
将测试样品放置于电极中，在特定电位范围内进行循环伏安扫描，记录扫描图像。
通过扫描图像可以获得电极的片儿式容量、比电容、电化学反应动力学特性等数据。
2. 电化学阻抗谱测试电化学阻抗谱测试是一种可以获得电极电化学行为信息的测试方法。
将测试样品放置于电极中，施加一定的交流电压，记录阻抗谱。
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二氧化锰的制备反应研究
CMD 主要生产方法：
1)碳酸锰热分解法碳酸锰热分解法是将碳酸锰经过焙烧，使其热解
氧化生成二氧化锰的方法。
而碳酸锰的制取方法多种多样，实用的生产方法主要有硫酸锰与碳酸盐反应法、硫酸锰与氨及二氧化碳反应法、一氧化锰与氨基甲酸铵反应法、硝酸锰与碳酸盐反应法、氯化锰与碳酸盐反应法等。
碳酸锰热分解制备二氧化锰的主要反应:2MnCO3+ O2=2MnO2+ 2CO2 2）硝酸锰的热分解法
硝酸锰的热分解法是将硝酸锰置于一密闭的电炉装置中，通过控制不同的反应条件和反应温度，可以得到不同晶型的二氧化锰。
硝酸锰热分解法生产化学二氧化锰的优势在于产品质量较高，可用于电池的生产及化学工业的催化剂等。
但生产过程中要用到硝酸，不仅生产成本较高，且对设备的防腐要求较高，分解过程产生的气体对人体和环境有害。
3）氢氧化锰氧化法
氢氧化锰可以直接氧化制备化学二氧化锰。
用空气或氧气直接将碱性介质中的氢氧化锰氧化为一种中间产物，然后再用强氧化剂经深度氧化或加酸处理制得二氧化锰; 或者用强氧化剂氯气、锰酸盐等将氢氧化锰氧化为二氧化锰。
氢氧化锰一般以二价锰盐(硫酸锰、硝酸锰、氯化锰等) 为原料，通过氨气、氨水、石灰乳、碱金属氢氧化物等中和后制备。
氢氧化锰氧化法的优点是反应温度较低，反应时间短，化
学二氧化锰的品质优良，但成本较碳酸锰热分解法高。
4) 硫酸锰氧化法
由硫酸锰直接氧化制备化学二氧化锰的研究相当活跃。
直接氧化法是将硫酸锰在一定条件下与氧化剂(氯气、氧气或空气、高锰酸盐、过硫酸铵、次氯酸或其盐、氯酸盐等) 反应，使其直接氧化为二氧化锰。
CMD 的改性研究：
1)初级MnO2重质化处理
用化学法制备出具有较大振实密度的MnO2粉末，称为重质化学MnO2。
主要用途是在干电池中作为极化剂。
目前，用化学法制备的MnO2由于受方法的影响，一般产品的粒度较小、堆积疏松，体积容量比较小，不能符合电池的要求，因此，必须进行重质化处理。
主要采用氯酸钠进行重质化。
先需要对初级化学二氧化锰进行酸处理，将粗制二氧化锰用硫酸进行歧化，使二氧化锰提高活度，同时浸出其中的低价锰化合物，使之生成硫酸锰或二氧化锰。
其化学反应为：MnCO3+H2SO4→MnSO4+H2O+CO2↑
MnO+H2SO4→MnSO4+H2O
Mn2O3+H2SO4→MnSO4+MnO2+H2O
Mn3O4+2H2SO4→2MnSO4+MnO2+H2O
然后向溶液中加入氯酸钠，反应为：
5MnSO4+2NaClO3+4H2O→5MnO2+Na2SO4 +Cl2＋3H2SO4
2)CMD 的掺杂改性
常用的二氧化锰由于其可逆性差，并不能应用于可充电池，因此，消
除二氧化锰的可逆性差而对其进行改性是国内外许多科研工作者致力攻关的重大课题之一。
通过化学方法掺入一些离子( Bi3+，Pb2+，Fe2+，Cu2+，Ag2+) 制备改性化学二氧化锰。