Citation: Bingyang Bai, Qi Qiao, Junhua Li, Jiming Hao. Synthesis of three-dimensional ordered mesoporous MnO2 and its catalytic performance in formaldehyde oxidation[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2016, 37(1): 27-31. doi: 10.1016/S1872-2067(15)61026-9
三维有序介孔二氧化锰制备及其甲醛催化氧化性能
本文以合成的3D有序介孔KIT-6分子筛为硬模板剂,采用纳米浇筑法制备出3D有序介孔MnO2材料.为了比较,采用水热法合成了α-MnO2和β-MnO2纳米棒.采用X射线粉末衍射、N2吸附-脱附、透射电子显微镜和X射线能谱(XPS)等方法对催化剂进行了表征.在微型固定床石英管反应器上评价了催化剂催化甲醛氧化活性,采用气相色谱(GC)联接热导检测器(TCD)和质谱检测器(MSD)检测产物和反应物的含量.
表征结果表明,3D-MnO2复制了KIT-6硬模板的三维有序立方对称介孔结构(ia3d),且具有金红石型β-MnO2晶相,属软锰矿,具有较大的比表面积和双孔分布介孔结构,最大孔径分别位于3.7和11.4nm处.3D-MnO2样品具有清晰的孔道结构,而α-MnO2和β-MnO2纳米棒为无孔的一维纳米单晶材料.另外,3D-MnO2表面暴露了较多的(110)晶面,有利于增加表面Mn4+离子.XPS结果证实3D-MnO2表面存在较多的Mn4+离子,这些Mn4+离子为甲醛催化反应提供了丰富的活性位,有利于提高甲醛氧化活性.评价结果表明,3D-MnO2具有良好的低温催化性能,于130℃即可将甲醛完全转化成CO2和H2O;而在同样条件下,α-MnO2纳米棒和β-MnO2纳米棒分别在140和180℃才能完全转化甲醛.3D-MnO2具有良好的甲醛催化性能主要归因于特殊的介孔结构、较大的比表面积和较多的表面Mn4+离子.
English
Synthesis of three-dimensional ordered mesoporous MnO2 and its catalytic performance in formaldehyde oxidation
-
-
[1] R. T. Huang, Y. Y. Liu, Z. W. Chen, D. Y. Pan, Z. Li, M. H. Wu, C. H. Shek, C. M. L. Wu, J. K. L. Lai, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, 7, 3949.[1] R. T. Huang, Y. Y. Liu, Z. W. Chen, D. Y. Pan, Z. Li, M. H. Wu, C. H. Shek, C. M. L. Wu, J. K. L. Lai, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2015, 7, 3949.
-
[2] Z. W. Chen, Z. Jiao, D. Y. Pan, Z. Li, M. H. Wu, C. H. Shek, C. M. L. Wu, J. K. L. Lai, Chem. Rev., 2012, 112, 3833.[2] Z. W. Chen, Z. Jiao, D. Y. Pan, Z. Li, M. H. Wu, C. H. Shek, C. M. L. Wu, J. K. L. Lai, Chem. Rev., 2012, 112, 3833.
-
[3] Y. Y. Liu, Z. W. Chen, C. H. Shek, C. M. L. Wu, J. K. L. Lai, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6, 9776.[3] Y. Y. Liu, Z. W. Chen, C. H. Shek, C. M. L. Wu, J. K. L. Lai, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2014, 6, 9776.
-
[4] C. Chen, G. J. Ding, D. Zhang, Z. Jiao, M. H. Wu, C. H. Shek, C. M. L. Wu, J. K. L. Lai, Z. W. Chen, Nanoscale, 2012, 4, 2590.[4] C. Chen, G. J. Ding, D. Zhang, Z. Jiao, M. H. Wu, C. H. Shek, C. M. L. Wu, J. K. L. Lai, Z. W. Chen, Nanoscale, 2012, 4, 2590.
-
[5] Z. W. Chen, Z. Jiao, M. H. Wu, C. H. Shek, C. M. L. Wu, J. K. L. Lai, Prog. Mater. Sci., 2011, 56, 901.[5] Z. W. Chen, Z. Jiao, M. H. Wu, C. H. Shek, C. M. L. Wu, J. K. L. Lai, Prog. Mater. Sci., 2011, 56, 901.
-
[6] B. Y. Bai, J. H. Li, J. M. Hao, Appl. Catal. B, 2015, 164, 241.[6] B. Y. Bai, J. H. Li, J. M. Hao, Appl. Catal. B, 2015, 164, 241.
-
[7] Q. Ye, J. S. Zhao, F. F. Huo, D. Wang, S. Y. Cheng, T. F. Kang, H. X. Dai, Microporous Mesoporous Mater., 2013, 172, 20.[7] Q. Ye, J. S. Zhao, F. F. Huo, D. Wang, S. Y. Cheng, T. F. Kang, H. X. Dai, Microporous Mesoporous Mater., 2013, 172, 20.
-
[8] J. G. Deng, L. Zhang, H. X. Dai, Y. S. Xia, H. Y. Jiang, H. Zhang, H. He, J. Phys. Chem. C, 2010, 114, 2694.[8] J. G. Deng, L. Zhang, H. X. Dai, Y. S. Xia, H. Y. Jiang, H. Zhang, H. He, J. Phys. Chem. C, 2010, 114, 2694.
-
[9] F. Jiao, P. G. Bruce, Adv. Mater., 2007, 19, 657.[9] F. Jiao, P. G. Bruce, Adv. Mater., 2007, 19, 657.
-
[10] X. F. Tang, X. M. Huang, J. J. Shao, J. L. Liu, Y. G. Li, Y. D. Xu, W. J. Shen, Chin. J. Catal., 2006, 27, 97.[10] X. F. Tang, X. M. Huang, J. J. Shao, J. L. Liu, Y. G. Li, Y. D. Xu, W. J. Shen, Chin. J. Catal., 2006, 27, 97.
-
[11] B. Y. Bai, J. H. Li, ACS Catal., 2014, 4, 2753.[11] B. Y. Bai, J. H. Li, ACS Catal., 2014, 4, 2753.
-
[12] X. F. Tang, J. L. Chen, X. M. Huang, Y. D. Xu, W. J. Shen, Appl. Catal. B, 2008, 81, 115.[12] X. F. Tang, J. L. Chen, X. M. Huang, Y. D. Xu, W. J. Shen, Appl. Catal. B, 2008, 81, 115.
-
[13] B. Y. Bai, H. Arandiyan, J. H. Li, Appl. Catal. B, 2013, 142-143, 677.[13] B. Y. Bai, H. Arandiyan, J. H. Li, Appl. Catal. B, 2013, 142-143, 677.
-
[14] X. Wang, Y. D. Li, J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 2880.[14] X. Wang, Y. D. Li, J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 2880.
-
[15] C. Wang, L. Sun, Q. Q. Cao, B. Q. Hu, Z. W. Huang, X. F. Tang, Appl. Catal. B, 2011, 101, 598.[15] C. Wang, L. Sun, Q. Q. Cao, B. Q. Hu, Z. W. Huang, X. F. Tang, Appl. Catal. B, 2011, 101, 598.
-
[16] A. E. Espinal, L. C. Zhang, C. H. Chen, A. Morey, Y. F. Nie, L. Espinal, B. O. Wells, R. Joesten, M. Aindow, S. L. Suib, Nat. Mater., 2010, 9, 54.[16] A. E. Espinal, L. C. Zhang, C. H. Chen, A. Morey, Y. F. Nie, L. Espinal, B. O. Wells, R. Joesten, M. Aindow, S. L. Suib, Nat. Mater., 2010, 9, 54.
-
[17] L. Ma, D. S. Wang, J. H. Li, B. Y. Bai, L. X. Fu, Y. D. Li, Appl. Catal. B, 2014, 148-149, 36.[17] L. Ma, D. S. Wang, J. H. Li, B. Y. Bai, L. X. Fu, Y. D. Li, Appl. Catal. B, 2014, 148-149, 36.
-
-
扫一扫看文章
计量
- PDF下载量: 0
- 文章访问数: 839
- HTML全文浏览量: 124

下载: