硅藻土是一种由硅藻遗骸形成的生物沉积型矿产资源,储量丰富,价格低廉,其主要矿物组分为硅藻蛋白石。硅藻蛋白石化学成分是SiO2`nH2O,结构上属于蛋白石A型结构,即由SiO2小球最紧密堆积形成。形貌上保持硅藻天然单体颗粒的形貌,呈现大孔为主的多孔结构,骨架结构稳定。硅藻蛋白石是天然优良的载体材料,容重小,热稳定性和耐酸性高,将锰氧化物负载于壳体和孔壁,能够增强锰氧化物的分散性能,使锰氧化物的吸附-催化活性中心位点暴露得更多,增加与VOCs的接触几率。
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,以硅藻蛋白石的大孔结构和表面荷电性质为出发点,通过沉积-沉淀法负载锰氧化物在壳体和孔壁上,获得硅藻蛋白石负载型锰氧化物MnOx/Dt,将制备获得的复合材料用于热催化氧化甲苯。
锰含量增长至14.1 wt%时,锰物种颗粒出现团聚,残留的MnCO3含量增加,抑制Mn14.1-400催化活性的提升速率。MnOx/Dt热催化氧化甲苯遵循MVK反应机理。Mn含量增加尽管未显著改变锰物种分布和氧化还原能力,但是增加活性氧含量,能够氧化甲苯为CO2的锰氧化物含量增加。
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《Microporous and Mesoporous Materials》上
Liu Peng, He Hongping, Wei Gaoling, Liu Dong, Liang Xiaoliang*, Chen Tianhu, Zhu Jianxi, Zhu Runliang. An efficient catalyst of manganese supported on diatomite for toluene oxidation: Manganese species, catalytic performance, and structure activity relationship. Microporous and Mesoporous Materials, 2017, 239: 101-110.
原文链接: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1387181116304516