纳米MnOx/Ti电催化膜电极形貌调控及 环己烷催化氧化性能

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％.

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、KA油选择性

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分类号：TQ151.42

资助基金：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

在线出版日期：2019-05-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：10-15,37