二氧化锰是反应物吗,二氧化锰与有机物反应

首页 > 游戏 > 作者:YD1662024-01-28 19:22:18

二氧化锰在环境中的存在二氧化锰通常存在于土壤和沉积物中,是促进有机污染物转化的最重要的天然反应物或催化剂之一二氧化锰(Mn02)胶体在自然水生态系统和工程水9处理工艺中的应用己得到很多报道

二氧化锰是反应物吗,二氧化锰与有机物反应(1)

在自然水体中,Mn02胶体通常经过一系列过程形成,如矿物风化和溶解性锰的生物催化作用

在工程系统应用中,Mn02胶体是高锰酸盐(Mn(VII))还原或溶解锰(Mn2+)氧化的一般固体产物,随后利用过滤单元实现猛元素的去除[68,69]

一旦Mn02胶体形成,它们的表面反应(如吸附/解吸、氧化还原等)可能会影响水生环境中某些天然有机物和合成污染物的转化和归趋

胶体二氧化锰在水处理中的应用在实际应用中,二氧化锰不会直接投加到处理水体中,而是通过高锰酸钾氧化水中的污染物原为生成的

原位生成的Mn02胶体作为Mn(VII)的还原性产物,在高锸酸钾氧化降解污染物的过程中具有重要意义

一方面,原位生成的Mn02胶体颗粒粒径在纳米级别,具有较大的比表面积,吸附位多,分散度高具有絮凝沉淀的作用,能够作为助凝剂或吸附剂协助去除一些重金属污染物;另一方面,原位生成的Mn02胶体可作为氧化剂或催化剂帮助高锰酸钾进一步降解污染物

依据污染物的种类和性质不同,反应机理也不同,尤其在水中重金属、酚类和酰胺类物质的去除方面,Mn02胶体能够有效地提高高锰酸钾氧化的去除效率間

二氧化锰是反应物吗,二氧化锰与有机物反应(2)

胶体二氧化锰的制备胶体二氧化锰的制备方法主要有以下2种:(1)根据Murray[72_究的方法制得:

即将160mL的0.1MKMn〇4溶液和320mL的0.1MNaOH溶液加入3.28L用N2吹过的水中,随后向其中逐滴滴加240mL的0.1M的MnCb溶液,并保持溶液在滴加的过程中持续搅拌,将形成的Mn02颗粒沉淀,将上清液倒出并用纯水反复更换,直至悬浮液的导电性小于最后,将氧化悬浮液置于4°C的冰箱内保存

由此制得的二氧化锰胶体又称S-Mn02

这种方法制得的S-Mn〇2的比表面积为255m2_g_1[13],零电荷点pHzpc为2.4

反应式如式1-5所示:2MnO;+3Mn2++2H20^5Mn02+4^(1-5)(2)根据Perez-Benito等研宄的方法制得:即将10mL的0.1MKMn〇4溶液和3.752mL的0.1MNa2S203溶液加入到2L的容量瓶中,加水定容至刻度线,将混合液缓慢搅拌至深褐色,将制得的Mn02胶体置于4°C的冰箱内保存,在此状态下可稳定保存几个月

二氧化锰是反应物吗,二氧化锰与有机物反应(3)

这种方法制得Mn02胶体粒径范围在89?193nm之间,峰值在120nm,Zeta电位(纟-电位)为-47±3mV,零电荷点pHzpc为1.93

反应式如式1-6所示:8Mn〇4+3S2〇3"+2H+^8Mn02+6SO4"+H20(1-6)上述2种方法制得的Mn〇2胶体均为无定型

从以上描述可知,方法二的制备方法相对简便

Jiang等通过上述方法合成2种二氧化锰胶体,并考察了Mn02胶体对高锰酸钾氧化降解三氯生(TCS)和苯氧基苯酚(2-PP)的影响,结果表明,无论是单独氧化还是与高锰酸钾的联合氧化,方法二制得的Mn02胶体对污染物的降解速率始终比方法一制得的S-Mn02对污染物的降解速度快

方法二也是较常见的制备Mn02的方法

1.4.1.4胶体二氧化锰与污染物的反应机理与高锰酸钾和酚类有机物的反应机理不同,Mn02与酚类化合物的反应机理主要依靠自由基耦合作用

Mn02表面含有大量的氧基团,可通过表面吸附或氧化还原作用与污染物形成表面络合物,该步骤往往是速率决定步骤,其随后发生电子转移机制,使污染物发生降解

形成表面络合物的速率和电子转移的速率大小会随着反应液pH的变化而变化

二氧化锰是反应物吗,二氧化锰与有机物反应(4)

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