磁赤铁矿是一种具有尖晶石结构的矿物（ⅣFe8{ⅥFe13.3□2.67}O32），晶体结构中的铁全部为Fe3+，氧含量和阳离子空位丰富。磁赤铁矿具有优异的氧化还原能力，热稳定性好，具有弱磁性。Mn的理论化合价范围为-3-+7，锰氧化物电子传递迅速，结构中形成电子不断流动的环境。当锰氧化物复合铁氧化物，生成的锰掺杂磁赤铁矿在体相结构和表面具有独特的性质，使得它适合作为一类VOCs氧化催化剂。
广州地球化学研究所刘鹏博士研究生在该所梁晓亮副研究员和何宏平研究员的指导下，采用共沉淀-焙烧法制备锰掺杂磁赤铁矿，以甲醛作为目标污染物，考察锰含量和焙烧温度对物相结构，表面物理化学性质和催化性能的影响，揭示锰掺杂磁赤铁矿性质与其热催化氧化甲醛性能之间的相互联系。
锰以Mn3+和Mn4+的形式进入尖晶石结构中，形成具有磁性的锰铁尖晶石。锰含量增加，锰铁尖晶石比表面积和表面氧含量减少，这不利于甲醛和氧气的吸附，但是锰含量增加显著提高氧化还原能力，使得催化活性增强。焙烧温度不同会改变锰铁尖晶石表面Mn4+的氧化还原能力。当锰磁铁矿前驱体在200-600℃范围内焙烧时，尖晶石结构没有遭到破坏。焙烧温度升高使得催化活性先增加后降低，在400℃焙烧时催化效果最好，因为此时锰磁赤铁矿表面的Mn4+氧化还原能力最强。
硅藻蛋白石负载型锰氧化物热催化氧化甲苯机制图
该研究成果发表在《Applied Catalysis B: Environmental》和《Journal of Hazardous Materials》上
Liu Peng, He Hongping, Wei Gaoling, Liang Xiaoliang*, Qi Feihong, Tan Fuding, Tan Wei, Zhu Jianxi, Zhu Runliang. Effect of Mn substitution on the promoted formaldehyde oxidation over spinel ferrite: Catalyst characterization, performance and reaction mechanism. Applied Catalysis B: Environmental, 2016, 182: 476-484.
Liang Xiaoliang, Liu Peng, He Hongping, Wei Gaoling, Chen Tianhu, Tan Wei, Tan Fuding, Zhu Jianxi, Zhu Runliang. The variation of cationic microstructure in Mn-doped spinel ferrite during calcination and its effect on formaldehyde catalytic oxidation. Journal of Hazardous Materials, 2016, 306: 305-312.
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337315301818
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389415302971