辽宁工业大学科技成果——一种γ-MnO2的制备方法

制备mno2的方法
1. 合成MnO2的原料：
（1）活性氧化锰：通常是MnSO4·H2O的电解产物，可以在空气中进行活性氧化，生成氧化锰、氢氧化钠以及水；
（2）碳：一般指炭猪毛或碳酸钙，其主要作用是作为碳源，降低电位以及形成高活性碳；
（3）氢氧化钠：降低氧化物的电位，增加MnO2的分子量；
（4）氨水：作为溶液中的混合溶剂，起到调节pH值和调节溶解度的作用。

2. 合成MnO2的步骤：
（1）将活性氧化锰和淀粉调混，在一定比例中也可以加入碳酸钙；
（2）加入氢氧化钠和氨水，再加入10mL的白酒把pH值调节到7.5左右；
（3）将混合液加热至沸腾，保持一段时间，以保证氧化锰的形成；
（4）冷却混合液，再投入碳尘进行混合，激发碳尘在水中活性，形成高活性碳；（5）将混合液在细矿渣或滤网上筛分，可获得粗MnO2；
（6）用蒸馏装置对MnO2进行精细过程，获得精MnO2。

3. MnO2的用途：
（1）在橡胶工业中可用作制造抗紫外线橡胶制品；
（2）可制作负氧离子介质，在污染物处理中具有重要的作用；
（3）可用作电池的负极材料，具有良好的电化学性能；
（4）可作为催化剂，参与催化氧化过程；
（5）在电抗器等生产制造中也有使用。

采用不同的方法制备MnO2电极并研究其特性一.实验研究背景及意义超级电容器的独特的电性能特点一直受到研究者的青睐，其电极材料的制备备受关注，MnO2因其廉价和优良的电性能成为超级电容器电极材料的候选之一，制备MnO2的方法包括固相法，溶胶凝胶法，化学沉积法和电沉积法。

其中液相法工艺简单，装置简易，产率高等优点备受研究者的青睐。

二．方法一（1）实验药品及仪器KMnO4，Mn ( Ac)2 ·4 H2O ，无水乙醇，60 %P TF E 乳液，乙炔黑电子天平，烧杯，磁力搅拌器等（2）实验过程常温液相氧化法制备MnO2 : 按反应式KMnO4 +1.5Mn ( Ac)2 · 4 H2O =2.5 MnO2 , 称取一定量的KMnO4 和Mn ( Ac)2 ·4 H2O ( 稍过量) ,分别溶于30 mL 去离子水。

待完全溶解后, 将Mn ( Ac)2 溶液缓缓滴加到KMnO4 溶液中。

此时有棕色MnO2 产生,溶液粘度增大,经强烈搅拌,回流 2 h ,过滤得棕黑色沉淀, 用去离子水将沉淀洗涤数次, 至滤液中无Mn2 +即可。

110 ℃真空干燥12 h , 冷却至室温, 在玛瑙研钵充分研磨,得MnO2 粉体试样。

具体量如下：制备0.05molMnO2m(MnO2)=4.35g,则m(KMnO4)=3.1606g,m(Mn ( Ac)2)=7.3527g然后按m ( MnO2) ∶m ( 乙炔黑) : m ( 60 %P TF E 乳液) = 75 ∶20 ∶5 的质量比混合，加入适量无水乙醇, 使P TF E 纤维化。

然后滚压成一定厚度的薄片, 在10 M Pa 的压力下,将此薄片压在泡沫镍集流体上,60 ℃真空干燥除去乙醇,制成厚度约0.2 mm , 几何面积为115cm ×115 cm 的活性物测试复合电极。

非工作面用环氧树脂封闭。

方法二(1)实验试剂与仪器KMnO4 (AR) Mn(CH3COO)2·4H2O(AR) ,5(wt)%的PTFE, 隔膜纸,乙炔黑行星球磨机(2)实验程序将摩尔配比1：1的高锰酸钾与乙酸锰置于球磨罐中,按球料质量比10：1加入钢球,转速260r min,球磨9h后,将产物置于0.1mol LH2SO4中,在200r min的转速下,磁力搅拌2h,用去离子水将产物中未反应的乙酸锰以及钾离子洗去至中性,120℃干燥至恒重,充分研磨成粉末。

辽宁工业大学科技成果——低温沼气高效制备新工艺
成果简介
低温沼气高效制备新工艺改进寒地沼气池传统发酵工艺，以突破寒冷区域有机废弃物生物甲烷高效制备关键技术为核心研究内容，以突破寒地有机废弃物生物甲烷制备关键技术为核心内容。

主要应用于寒冷区域有机废弃物生物甲烷高效制备及发展以沼气能源为核心的循环经济。

项目技术主要内容包括以下三个方面：
（1）低温快速启动复应用与合菌剂构建，从熊猫粪便分离出纤维素降解菌CD-1，扩繁后与自然生境低温沼气发酵菌群配比。

（2）两段式高效厌氧发酵装置，该装置包括产酸发酵相CSTR反应器、过滤装置、产甲烷相EGSB反应器。

（3）发酵新工艺与调控策略，低温菌剂快速启动结合发酵工艺参数调控（进料负荷、停留时间、物料回流），工艺改进后，完全解决沼气系统冬季发酵物料“结壳”现象，显著提高沼气产量。

技术特征
有效分离功能菌，增加系统稳定性，提高运行效率，且在低温条件下可稳定运行。

专利情况
发明专利1项，实用新型专利2项
合作方式
技术开发。

第34卷第4期当 代 化 工Vol.34,No.4 2005年8月Contemporary Chemical Industry August,2005β-型二氧化锰的研制及应用Ξ王兰君,张庆武(东北制药总厂,辽宁沈阳110141)摘 要:　二氧化锰是一种常见的氧化反应催化剂,现在已知二氧化锰有5种不同的晶型结构,不同晶型结构的二氧化锰的催化功能及寿命也不相同。

经采用现代分析技术手段确证,丙炔醇路线生产磺胺嘧啶过程中氧化工序所用的二氧化锰触媒晶型为β2型结构。

在此基础上定向合成了β2型二氧化锰,按正交法优化了工艺路线,应用于磺胺嘧啶氧化工序生产,达到了预期效果。

关　键　词:　氧化;催化剂;二氧化锰;晶型;磺胺嘧啶中图分类号:　TQ137.1+2 文献标识码:　A 文章编号:　16710460(2005)04025202 二氧化锰是一种常见的氧化反应催化剂,现已知二氧化锰有5种晶型结构,不同晶型结构的二氧化锰的催化功能、寿命等均不相同。

染的第一类有效的化学治疗药物,以后随着各类抗生素及合成抗菌药的问世,磺胺类药物的治疗地位逐渐被取代。

但磺胺类药物仍有其独特的优点,对某些感染性疾病(如流行性脑脊髓膜炎、鼠疫)具有疗效显著、使用方便、性质稳定、价格低廉等优点。

磺胺嘧啶[22(对氨基苯磺酰胺基)嘧啶]属中效磺胺类药物,口服易吸收,血浆蛋白结合率相对较低,约55%,易透过血脑屏障,约15%～40%以乙酰化形式从尿液排泄。

东北制药总厂生产磺胺嘧啶已有几十年的历史,采用的是丙炔醇路线,其中氧化反应是该产品生产的第一个步骤,是由丙炔醇与二乙胺在二氧化锰的催化下,在甲醇中经氧化反应得到中间体β-二乙胺基丙烯醛。

历史上所用的二氧化锰催化剂是东北制药总厂另一产品氯霉素生产过程中产生的副产物二氧化锰。

东北制药总厂于2002年进行了产品结构调整,不再生产该副产物。

在实践中用一些其他来源的二氧化锰作为氧化反应的触媒,其催化效果及使用寿命都远远达不到原二氧化锰的水平,严重地影响了磺胺嘧啶的技术经济指标。

二氧化锰的制备方法
二氧化锰的制备方法主要有两种：
1. 碱法：将软锰矿与浓氢氧化钠溶液共热，过滤后用水洗涤至中性。

这种方法生产的二氧化锰纯度不高，但产量大，成本低廉。

2. 酸法：用硫酸或硝酸等强氧化性酸处理软锰矿，得到二氧化锰产品。

这种方法生产的产品纯度高，质量好，但需要较高的技术水平和设备条件。

需要注意的是，在制备二氧化锰的过程中，要严格控制反应条件和产品质量标准，确保产品的质量和安全性。

同时，也要注意环境保护和资源利用，减少废弃物的产生和处理。

电解MnO2生产方法及工艺流程电解二氧化锰的生产方法分为高温法和低温法两种。

低温法的主要工艺条件：电解液温度20~25℃，电解液硫酸浓度120~200g/L，阳极电流密度500A/m2,电解生成的二氧化锰呈浆状悬浮于电解液中。

高温法的主要工艺条件：电解液温度95~100℃，电解液硫酸浓度30~50g/L,阳极电流密度40~100A/m2。

高温法与低温法相比具有阳极电流密度低、电解槽材质要求低、操作简单及生产连续化等优点，是目前各国生产EMD最主要的方法。

高温法沉积在阳极上的二氧化锰经过剥离、粉碎、漂洗、中和、干燥等处理后即成为电解二氧化锰产品。

电解二氧化锰按原料的不同，生产方法也可以分为碳酸锰矿法、氧化锰还原焙烧法和“两矿”法等工艺。

目前国内多采用矿酸锰矿法，即碳酸锰矿粉用硫酸浸出制得硫酸锰溶液经过滤、净化、电解而成。

国外多采用氧化锰还原焙烧法，即二氧化锰矿经粉碎、还原浸出、净化、电解而成。

“两矿”法即采用MnO2矿与硫铁矿还原浸出、净化、电解而成。

电解法生产的二氧化锰品位为90%~94%，呈γ晶型，具有密度大、填充密度高等特点。

在电化学生能上还具有放电容量大、放电过电位低等优点。

现在世界上二氧化锰产量中EMD 约占90%左右。

以碳酸锰矿或二氧化锰矿为原料生产电解二氧化锰的工艺流程见下图。

具体工艺步骤如下：（1）将碳酸锰矿粉、氧化锰矿粉与硫铁矿粉混合后与硫酸按一定的物料比投入连续反应的浸出槽中，过程反应温度控制在85~90℃，反应时间3~4h，得到硫酸锰混合溶液；所述碳酸锰矿粉、氧化锰矿粉与硫铁矿粉的质量比为1∶0.4~0.5∶0.2，矿酸质量比为1∶0.5；（2）除钾：步骤（1）反应1h后取样检测硫酸锰混合溶液中钾含量，如含钾则向硫酸锰混合溶液中加入高品位氧化锰矿粉除钾，温度控制在85~95℃，pH值控制在1~2，反应时间1~2h，直到检测合格为止；（3）净化除杂：向除钾后的硫酸锰混合溶液加入碳酸钙粉，中和除铁，使pH值达到6.5~7.0，加入重金属硫化剂除去重金属，直到检测合格为止，然后加入经过超细处理的氧化剂除去钼，直到检测合格为止，再加入助滤剂搅拌0.5h，固液分离得到硫酸锰溶液；（4）陈化：硫酸锰溶液经过24h静置、冷却、澄清后，再经过超细过滤除去钙、镁硫酸盐及其它杂质和悬浮物；（5）电解：将硫酸锰溶液加热至90~95℃，送至电解槽，电解槽的阳极为钛基锰合金板或条，电解条件为：电解温度95~98℃，阳极电流密度为60~70A/m2，进液硫酸锰浓度0.70~0.75mol，电解液硫酸浓度0.40~0.45mol，电解周期为10~12天，电解后即得到无汞碱锰型电解二氧化锰半成品；（6）漂洗：将无汞碱锰型电解二氧化锰半成品破碎成20?40mm的粒度，然后投入到漂洗槽中进行漂洗，采用水洗、碱洗、反洗、水洗的四级漂洗工艺，水洗、反洗温度为90?95℃，碱洗温度为55~70℃，漂洗周期为29~34h；（7）磨粉：漂洗合格后，按照所需粒度进行磨粉；（8）掺混16~24h，即得到电解二氧化锰产品。

专利名称：一种高纯二氧化锰的制备方法
专利类型：发明专利
发明人：刘红光,叶学海,付春明,于晓微,张晓波申请号：CN200810239643.6
申请日：20081215
公开号：CN101428861A
公开日：
20090513
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种高纯二氧化锰的制备方法，其特征在于：在重量浓度30～70％的高纯硝酸锰溶液中加入一定比例的添加剂，然后在150～250℃进行热解，制得高纯二氧化锰；选用的添加剂包括碳酸铵、碳酸氢铵、硝酸铵、尿素、硝酸脲其中的一种或几种；添加剂在硝酸锰溶液中的比例以硝酸锰重量计量为1～15％。

申请人：中国海洋石油总公司,中海油天津化工研究设计院
地址：100010 北京市东城区朝阳门北大街25号
国籍：CN
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一种副产二氧化锰的精制新方法
嘿，朋友们！今天我要给你们讲讲一种超厉害的副产二氧化锰的精制新方法！
你知道吗，就好像我们在生活中不断追求更好的自己一样，副产二氧化锰也需要一番精心的“打磨”才能变得更加出色呀！以前的那些方法，可能就有点像走老路，虽然也能到达目的地，但总觉得缺了点什么。

咱这个新方法可不一样哦！它就像是一道神奇的魔法，能让副产二氧化锰焕然一新。

比如说吧，普通方法可能是慢慢悠悠地走，而这个新方法就像是开着跑车风驰电掣！
我给你们举个例子哈，有一次我们在实验室里尝试这个新方法，哇塞，那效果简直让我们惊呆了！看着原本不那么起眼的副产二氧化锰在新方法的作用下，一点点变得纯净、优质，就好像看着一个灰姑娘变成了美丽的公主，那心情，别提多激动了！
而且呀，它操作起来也不难。

不需要你是个超级专家，只要按照步骤来，就能轻松搞定！这多棒呀！这不就像是学骑自行车，一开始可能有点不稳，但掌握了技巧后，就可以自由驰骋啦！
大家想想看，有了这么厉害的精制新方法，能给我们带来多少好处呀！
能提高产品的质量，能创造更多的价值，这难道不让人兴奋吗？我觉得呀，这绝对是一个让人拍手称赞的好方法！没有理由不赶紧去试试呀！这就是我对这种副产二氧化锰精制新方法的看法，它真的值得我们去深入了解和推广使用！。

低温固相法制备纳米二氧化锰及电化学性能杨帆;卫华;柴卉;季辰辰;包淑娟【期刊名称】《电源技术》【年(卷),期】2014(000)011【摘要】选取三种不同的二价锰盐分别与高锰酸钾低温固相反应，制备出不同的纳米二氧化锰电活性材料。

采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)与全自动高压物理吸附仪对材料表面的形貌与结构进行了表征，借助循环伏安、恒流充放电和交流阻抗技术测试材料的电化学性能。

研究结果表明，二价锰源的阴离子对产物的微观结构和电化学性能均会产生一定影响。

其中，由硫酸锰和氯化锰分别与高锰酸钾反应制备的无定形MnO2电极材料比电容较高，而由乙酸锰和高锰酸钾反应制备出的γ-MnO2电极材料具有良好的循环稳定性能，循环800次后，电容保持率可高达95%。

【总页数】4页(P2019-2022)【作者】杨帆;卫华;柴卉;季辰辰;包淑娟【作者单位】新疆大学应用化学研究所，新疆乌鲁木齐830046;新疆大学应用化学研究所，新疆乌鲁木齐830046;新疆大学应用化学研究所，新疆乌鲁木齐830046;新疆大学应用化学研究所，新疆乌鲁木齐830046;新疆大学应用化学研究所，新疆乌鲁木齐830046【正文语种】中文【中图分类】TM53【相关文献】1.二氧化锰/纳米碳复合粉末的制备及其电化学性能的研究 [J], 杨晨;周贤良;饶有海;危震坤2.低温固相法制备二氧化锰/活性炭复合材料 [J], 张勇;李光胤;王力臻;张爱勤3.Fe掺杂二氧化锰纳米棒的制备及其电化学性能 [J], 林煦呐;宋朝霞;刘伟;王晓芳4.聚吡咯纳米球负载二氧化锰纳米片的制备及r电化学性能研究 [J], 陈圆;张龙;李利亚;韩杰5.铝掺杂二氧化锰纳米线的制备及其电化学性能 [J], 潘双;王冰;马泽军;刘亮;齐锦刚因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。