КАТАЛІТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ СИНТЕТИЧНОГО ГАУСМАНІТУ В РЕАКЦІЇ РОЗКЛАДАННЯ ОЗОНУ
DOI:
https://doi.org/10.18524/2304-0947.2021.1(77).226025Анотація
Синтезовано зразки IS-Mn і IIS-Mn, які охарактеризовані методами РФА, ІЧ-спектроскопії та рН-метрії. Методом РФА встановлено, що обидва зразки є кристалічними і монофазними: IS-Mn містить фазу Mn3O4, а зразок IIS-Mn – Mn2O3. Спектри синтезованих зразків особливо відрізняються в області валентних коливань Mn-ОН і Mn-O. Встановлено, що отримані зразки характеризуються різними значеннями рН суспензії: Mn3O4 формує лужне середовище, а Mn2O3 – слабкокисле. Тестування зразків в реакції розкладання озону показало, що активність гаусманіту значно вища ніж для біксбіїту.
Посилання
Fritsch S., Sarrias J., Rousset A., Kulkarni G.U. Low-temperature oxidation of Mn3O4 hausmanite. Mater. Res.Bull., 1998, vol. 33, no 8, pp. 1185-1194. https://doi.org/10.1016/S0025-5408(98)00108-1
Gibot P., Laffont L. Hydrophilic and hydrophobic nano-sized Mn3O4 particles // J. Solid State Chem., 2007,vol. 180, no 2, pp. 695-701. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2006.11.024
Phuong T.M. Bui, Jin-Ho Song, Zhen-Yu Li, M. Shaheer Akhtar, O-Bong Yang. Low temperature solution processed Mn3O4 nanoparticles: Enhanced performance of electrochemical supercapacitors. J. Alloys and Compounds, 2016, vol. 694, pp. 560-567. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.10.007
Jansi Rani B., Ravina M., Ravi G., Ravichandran S., Ganesh V., Yuvakkumar R. Synthesis and characterization of Hausmannite (Mn3O4) Nanostructures. Surf. Interfaces, 2018, vol. 11, pp. 28-36. https://doi.org/10.1016/j.surfin.2018.02.007
Yang Z., Zhang Y., Zhang W., Wang X., Qian Y., Wen X., Yang S. Nanorods of manganese oxides: Synthesis,characterization and catalytic application. J. Solid State Chem., 2006, vol. 179, no 3, pp. 679-684. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2005.11.028
Rabiei S., Miser D. E., Lipscomb J. A., Saoud K., Gedevanishvili S., Rasouli F. Conversion of hausmanite (Mn3O4) particles to nano-fibrous manganite (MnOOH) at ambient conditions. J. Mater. Sci., 2005, vol. 40,pp. 4995-4998. https://doi.org/10.1007/s10853-005-2497-3
Kirillov S.A., Aleksandrova V.S., Lisnycha T.V., Dzanashvili D.I., Khainakov S.A., Garcнa J.R., Visloguzova N.M., Pendelyuk O.I. Oxidation of synthetic hausmannite (Mn3O4) to manganite (MnOOH). J. Molec. Struct.,2009, vol. 928, no 1-3, pp. 89-94. https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2009.03.018
Xing S., Zhou Z., Ma Z., Wu Y. Facile synthesis and electrochemical properties of Mn3O4 nanoparticles with a large surface area. Mater. Lett., 2011, vol. 65, no 3, pp. 517-519. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2010.10.082
Ardizzone S., Bianchi C.L., Tirelli D. Mn3O4 and -MnOOH powders, preparation, phase composition and XPScharacterization. Coll. Surf. A: Physicochem. Eng. Aspects., 1998, vol. 134, pp. 305-312. https://www.academia.edu/28026653
Luo Y., Tan W., Suib S. L., Qiu G., Liu F. Dissolution and phase transformation processes of hausmannite in acidic aqueous systems under anoxic conditions. Chem. Geology, 2018, vol. 487, pp. 54-62. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2018.04.016
McKenzie R. M. The synthesis of birnessite, cryptomelane, and some other oxides and hydroxides of manganese. Mineralog. Magazine, 1971, vol. 38, no 296, pp. 493-502. https://doi.org/10.1180/minmag.1971.038.296.12
Ling F. T., Post J. E., Heaney P. J., Kubicki J. D., Santelli C. M. Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis of triclinic and hexagonal birnessites. Spectrochim. Acta Part A: Molec. Biomolec. Spectroscopy, 2017, vol. 178, pp. 32-46. http://dx.doi.org/10.1016/j.saa.2017.01.032
Boumaiza H., Coustel R., Medjahdi G., Ruby C., Bergaou L. Conditions for the formation of pure birnessite during the oxidation of Mn(II) cations in aqueous alkaline medium. J. Solid State Chem., 2017, vol. 248, pp. 18-25. http://dx.doi.org/10.1016/j.jssc.2017.01.014
Selvakumar S., Nuns N., Trentesaux M., Batra V.S., Giraudon J.-M., Lamonier J.-F. Reaction of formaldehyde over birnessite catalyst: a combined XPS and ToF-SIMS study. Appl. Catal. B, Environ., 2018, vol. 223, pp.192-200. http://dx.doi.org/10.1016/j.apcatb.2017.05.029
Ye Q., Lu H., Zhao J., Cheng S., Kang T., Wang D., Dai H. A comparative investigation on catalytic oxidation of CO, benzene, and toluene over birnessites derived from different routes. Appl. Surf. Sci., 2014, vol. 317, pp. 892-901. http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2014.08.126
Ahmed K.A.M., Zeng Q., Wu K., Huang K. Mn3O4 nanoplates and nanoparticles: Synthesis, characterization, electrochemical and catalytic properties. J. Solid State Chem., 2010, vol. 183, no 3, pp. 744-751. https://doi.org/10.1016/j.jssc.2010.01.015
Kulkarni S., Puthussery D., S. Thakur, Banpurkar A., Patil S. Hausmannite Manganese oxide cathodes for supercapacitors: Surface Wettability and Electrochemical Properties. Electrochim. Acta, 2017, vol. 231, pp. 460-467. http://dx.doi.org/10.1016/j.electacta.2017.01.165
Jia J., Zhang P., Chen L. Catalytic decomposition of gaseous ozone over manganese dioxides with different crystal structures. Appl. Catal. B: Environ., 2016, vol. 189, pp. 210-218.https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2016.02.055
Raj B.G.S., Asiri A.M., Wu J.J., Anandan S. Synthesis of Mn3O4 Nanoparticles via Chemical Precipitation Approach for Supercapacitor Application. J. Alloys and Compounds, 2015, vol. 636, pp. 234-240. http://dx.doi.org/10.1016/j.jallcom.2015.02.164
Godunov E. B. Influence of the stoichiometric composition of manganese oxides on the rate of interaction with sulfuric acid solutions containing oxalic and citric acids: dis. … Candidate chem. Sciences: 02.00.04 “Physicalchemistry”. Moscow, 2014, 236 p.
Mansournia M., Azizi F., Rakhshan N. A novel ammonia-assisted method for the direct synthesis of Mn3O4 nanoparticles at room temperature and their catalytic activity during the rapid degradation of azo dyes. J. Phys. Chem. Solids, 2015, vol. 80, pp. 91-97. http://dx.doi.org/10.1016/j.jpcs.2015.01.001
Herrera-Miranda D., Ponrouch A., Pons J., Domingo C., Palacín M.R., Ayllón J.A. High surface area nanocrystalline hausmannite synthesized by a solvent-free route. Mater. Res. Bull., 2012, vol. 47, no 9, pp. 2369-2374. http://dx.doi.org/10.1016/j.materresbull.2012.05.050
Ristić M., Musić S., Popović S., Dragčević D., Marciuš M., Ivanda M. Synthesis and long-term phase stability of Mn3O4 nanoparticles. J. Mol. Structure, 2013, vol. 1044, pp. 255-261. http://dx.doi.org/10.1016/j.molstruc.2012.11.023
Julien C.M., Massot M., Poinsignon C. Lattice vibrations of manganese oxides. Part I. Periodic structures.Spectrochim. Acta Part A, 2004, vol. 60, no 3, pp. 689-700. https://doi.org/10.1016/S1386-1425(03)00279-8
Lucas E., Decker S., Khaleel A., Seitz A., Fultz S., Ponce A., Li W., Carnes C., Klabunde K.J. Nanocrystalline Metal Oxides as Unique Chemical Reagents/Sorbents. Chem. Eur. J., 2001, vol. 7, no 12, pp. 2505-2510. https://doi.org/10.1002/1521-3765(20010618)7:12<2505::AID-CHEM25050>3.0.CO;2-R
Rakitskaya T.L., Truba A.S., Ennan AA. Ozone. Physicochemical properties and catalytic decomposition methods: monograph. Odessa: Astroprint, 2020, 224 р.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Вісник Одеського національного університету. Хімія
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
Правовласниками опублікованого матеріалу являються авторський колектив та засновник журналу на умовах, що визначаються видавничою угодою, що укладається між редакційною колегією та авторами публікацій. Ніяка частина опублікованого матеріалу не може бути відтворена без попереднього повідомлення та дозволу автора.
Публікація праць в Журналі здійснюється на некомерційній основі. Комісійна плата за оформлення статті не стягується.
