阅读说明：本技术 一种亚铬酸锰粉末及其制备方法和应用 (Manganese chromite powder and preparation method and application thereof ) 是由 陶然 刘斌 谭青爽 范晓星 于 2021-11-15 设计创作，主要内容包括：本发明属于无机材料粉末制备技术领域,具体涉及一种亚铬酸锰粉末及其制备方法和应用。制备方法包括以下步骤：将铬盐与锰盐加入去离子水中,充分搅拌溶解；于所得混合溶液中加入适柠檬酸,继续搅拌,得溶胶体；将所得溶胶体置于烘箱中烘干,得前驱体；将所得前驱体研磨,在管式炉中空气环境下进行煅烧,得目标产物。本发明采用溶胶凝胶法制备亚铬酸锰,不但能够促进反应进行,缩短反应时间,而且能够显著降低反应产物的团聚现象。本发明工艺流程简单易行,且在光催化氧化环境污染控制方面具有独特的优势,成本低、操作简单、绿色环保、节能、有机污染物完全分解避免二次污染。(The invention belongs to the technical field of inorganic material powder preparation, and particularly relates to manganese chromite powder and a preparation method and application thereof. The preparation method comprises the following steps: adding chromium salt and manganese salt into deionized water, and fully stirring and dissolving; adding citric acid into the mixed solution, and continuously stirring to obtain a sol; drying the obtained sol in a drying oven to obtain a precursor; grinding the obtained precursor, and calcining in a tubular furnace under an air environment to obtain a target product. The method adopts a sol-gel method to prepare the manganese chromite, can promote the reaction, shorten the reaction time and obviously reduce the agglomeration phenomenon of reaction products. The method has the advantages of simple and easy process flow, unique advantages in the aspect of photocatalytic oxidation environmental pollution control, low cost, simple operation, environmental protection, energy conservation, complete decomposition of organic pollutants and avoidance of secondary pollution.)

一种亚铬酸锰粉末及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于无机材料粉末制备技术领域，具体涉及一种亚铬酸锰粉末及其制备方法和应用。

背景技术

随着社会的进步与经济的高速发展，能源危机与环境污染的问题日渐突出。环境污染不但严重影响人类的身体健康，也给社会带来了难以估量的经济损失，环境污染的控制与治理是人类二十一世纪面临和等待解决的重大课题。催化技术在环境净化领域具有广阔的发展前景，有害物质通过光催化、热催化和电催化等技术有效的降解。

目前，国内外对亚铬酸锰的合成方法有固相反应法、共沉淀法等。固相反应法，如，二氧化锰与三氧化二铬按摩尔比1:1，高温煅烧后得到亚铬酸锰。共沉淀法，硝酸锰与硝酸铬按摩尔比为1:2，加入适量去离子水，搅拌0.5h,再加入适量氨水，烘干煅烧得到亚铬酸锰。然而，上述的制备方法中存在的问题是：工艺复杂、对设备要求高、大规模生产困难、产物不纯。另外，我国是铬资源最丰富的国家，所以发展铬酸盐材料以替代有毒的催化颜料具有十分优越的条件。因此，开发一种操作简单易行、成本低廉、绿色环保，并能大规模生产亚铬酸锰粉末的方法，具有重要的社会意义和商业价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种亚铬酸锰粉末制备方法，该方法简单，成本低，易操作，并且在解决环境污染与有机物降解中具有突出有效作用。

本发明采用的技术方案是：一种亚铬酸锰粉末的制备方法，包括如下步骤：

1)将铬盐与锰盐加入去离子水中，充分搅拌溶解；

2)于步骤1)所得混合溶液中加入适量柠檬酸，继续搅拌，得溶胶体；

3)将步骤2)所得溶胶体置于烘箱中烘干，得前驱体；

4)将步骤3)所得前驱体研磨，在管式炉中空气环境下进行煅烧，得目标产物。

进一步的，上述的一种亚铬酸锰粉末的制备方法，所述铬盐为九水硝酸铬。

进一步的，上述的一种亚铬酸锰粉末的制备方法，所述锰盐为六水合硝酸锰。

进一步的，上述的一种亚铬酸锰粉末的制备方法，按摩尔比，铬盐:锰盐＝1:2。

进一步的，上述的一种亚铬酸锰粉末的制备方法，所述柠檬酸为一水合柠檬酸，所述柠檬酸为一水合柠檬酸，加入量为铬盐与锰盐总摩尔的1.2倍。

进一步的，上述的一种亚铬酸锰粉末的制备方法，步骤2)中，搅拌时间为2小时。

进一步的，上述的一种亚铬酸锰粉末的制备方法，步骤3)中，所述烘干，烘干温度为100-120℃，烘干时间为10-12h。

进一步的，上述的一种亚铬酸锰粉末的制备方法，步骤4)中，所述煅烧，煅烧温度为600℃，煅烧时间为4小时。

本发明提供的亚铬酸锰粉末在光催化降解气体污染物中的应用。

进一步的，方法如下：在光催化反应器中加入亚铬酸锰粉末，再加入气体污染物，在氙灯下光催化降解。

本发明的有益效果是：

1.本发明的制备方法，所需材料成本较低，由铬盐与锰盐合成的亚铬酸锰粉末，结构稳定，具有较高的光催化活性。

2.本发明的制备方法，生产成本低廉，材料易取，方法简单，便于大规模生产。

3.本发明的制备方法，整个生产流程无工业废气，无废水，环境友好，产率高。

4.本发明采用溶胶凝胶法制备亚铬酸锰，不但能够促进反应进行，缩短反应时间，而且能够显著降低反应产物的团聚现象。本发明工艺流程简单易行，且在光催化氧化环境污染控制方面具有独特的优势，成本低、操作简单、绿色环保、节能、有机污染物完全分解避免二次污染。

附图说明

图1为本发明制备的亚铬酸锰的流程图。

图2为本发明制备的亚铬酸锰的XRD图。

图3为本发明制备的亚铬酸锰降解异丙醇后生成丙酮量图。

具体实施方式

实施例1

(一)亚铬酸锰(MnCr₂O₄)粉末，制备方法包括以下步骤：

1)将0.4g(2mmol)九水硝酸铬和0.287g(1mmol)六水合硝酸锰分别溶于50ml去离子水中，搅拌0.5h，混合均匀。

2)于步骤1)所得混合溶液中加入0.757g一水合柠檬酸，室温搅拌2h，搅拌均匀，得溶胶体。

3)将步骤2)所得溶胶体置于120℃鼓风干燥箱中，烘干10-12h，得前驱体。

4)将步骤3)所得前驱体研磨后，置于管式炉中，600℃下焙烧4小时，得亚铬酸锰。

(二)检测

图1为本发明制备的亚铬酸锰的流程图。

图2是本发明制备的亚铬酸锰的XRD图，与亚铬酸锰的JADE的标准卡片比对，证明成功合成亚铬酸锰纳米材料。

实施例2亚铬酸锰粉末在光催化降解气体污染物中的应用

方法：称取0.1g实施例1制备的亚铬酸锰放于光催化反应器内，抽取5μL异丙醇，打入光催化反应器内，黑暗条件下反应2h后，再用氙灯照射两小时，用气相色谱仪器分析。

图3为本发明制备的亚铬酸锰降解异丙醇后生成丙酮量图。从宏观结果分析，亚铬酸锰在20min时丙酮的生成量为2.94ppm/min,而在120min时丙酮生成的量为14.43ppm/min,降解异丙醇的效果较佳，是20min时降解率的4.91倍。结果表明:在光照下，亚铬酸锰在改善环境与降解污染物方面具有显著的作用。从微观结果分析，亚铬酸锰作为一种高效、产率高且低成本的光催化剂，在光的照射下，表面会产生类似光合作用的光催化反应，产生出氧化能力较强的自由氢氧基和活性氧，具有很强的光氧化还原能力，可氧化分解各种有机化合物和部分无机物，把有机污染物分解成无污染的水和二氧化碳。