纳米MnO_x/Ti电催化膜电极形貌调控及环己烷催化氧化性能

论文摘要

为实现高性能催化氧化环己烷,以高锰酸钾为锰源,通过控制高锰酸钾的浓度,利用水热法成功制备形貌可控的纳米线、纳米花球和纳米片锰氧化物负载多孔Ti电催化膜电极（nano-MnOx/Ti）,通过高分辨电子显微镜、循环伏安法和电化学交流阻抗等表征方法考察不同形貌的nano-MnOx/Ti多孔膜电极的电催化性能。同时,以此为阳极,不锈钢网为阴极,构建电催化膜反应器（ECMR）,催化氧化环己烷制备环己醇和环己酮（KA油）,考察初始浓度、反应温度、停留时间和电流密度等操作参数对环己烷转化率和KA油选择性的影响。结果表明:KMnO4浓度为5.0 mmol/L时可制得纳米线状MnOx,由此制得的纳米线状MnOx/Ti膜电极电化学性能最优;环己烷转化率随着初始浓度的降低和停留时间的延长而增大,随着反应温度和电流密度的增大先增大后减小;环己醇选择性随着初始浓度的降低和反应温度、停留时间、电流密度的增大而减小,而环己酮选择性随之增大;最佳操作条件为反应温度30℃、环己烷10 mmol/L、电流密度3.0 mA/cm2、停留时间30 min,此时采用纳米线状MnOx/Ti膜电极构建的ECMR中环己烷转化率为15.2%,环己酮选择性为81.1%,KA油总选择性大于99%.

论文目录

• 1 实验部分
•   1.1 实验材料与仪器
•   1.2 基体钛膜预处理
•   1.3 MnOx/Ti膜电极制备
•   1.4 MnOx/Ti电催化膜反应器催化氧化环己烷
•   1.5 性能指标测试与表征
• 2 结果与讨论
•   2.1 MnOx/Ti电催化膜的表现形貌
•   2.2 MnOx/Ti电催化膜的电化学性能
•     2.2.1 循环伏安曲线
•     2.2.2 电化学交流阻抗
•   2.3 操作参数对环己烷催化氧化性能的影响
•     2.3.1 初始浓度
•     2.3.2 反应温度
•     2.3.3 停留时间
•     2.3.4 电流密度
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李建新,亓玉波,张玉军,尹振,王虹

关键词: 电催化氧化,电催化膜反应器,纳米锰氧化物,环己烷氧化,油选择性

来源: 天津工业大学学报 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 化学,材料科学

单位: 天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室/分离膜科学与技术国家级国际合作研究中心,天津工业大学材料科学与工程学院,天津工业大学化学与化工学院

基金: 国家自然科学基金资助项目(21576208,21676200),长江学者和创新团队发展计划资助项目(IRT17_R80)

分类号: TB383.1;O621.251

页码: 10-15+37

总页数: 7

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