Trans Tianjin Univ| 各向异性二氧化锰纳米催化剂的制备及其在苯甲醇和5-羟甲基糠醛选择性氧化的应用

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文章信息：

Huanglin Wang, Yu Song, Xuan Liu, Shiyu Lu, Chunmei Zhou, Yuguang Jin, Yanhui Yang. Preparation of Anisotropic MnO2 Nanocatalysts for Selective Oxidation of Benzyl Alcohol and 5-Hydroxymethylfurfural. Trans Tianjin Univ, 2020: https://doi.org/10.1007/s12209-020-00261-9文章链接：https://link.springer.com/article/10.1007/s12209-020-00261-9
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本文 · 亮点

在相同的水热制备条件下，通过简单调变前驱盐溶液的pH值对二氧化锰纳米材料的形貌和晶体结构进行了有效控制，合成了一系列形貌、晶型和表面化学态各异的多种各向异性二氧化锰纳米材料。

以苯甲醇和5-羟甲基糠醛的选择性氧化作为探针反应，系统地探讨了它们的微观形貌、晶体结构、比表面积、表面元素电子状态等因素对催化活性的影响，用以建立清晰的各向异性纳米材料的构效关系。

内容· 简介

氧化锰纳米材料具有许多特异性能，在电学和催化等领域得到了广泛应用，其性能在很大程度上受到形貌、尺度、晶体结构和结晶度等因素的影响，因而研究氧化锰纳米材料形貌和尺度的可控制备具有十分重要的意义。
本文利用一种简单的水热方法，仅通过调变前驱盐及其pH值就能有效地控制了不同形貌和晶体结构的形成，成功制备了纯α相的MnO₂纳米线/棒，纯δ相的MnO₂纳米片，α+δ混合相的MnO₂纳米线以及无定形的MnO₂絮状物等多种各向异性纳米材料。
将这些材料应用于催化氧化苯甲醇和5-羟甲基糠醛的反应中，发现催化活性与材料的微观形貌、晶体结构、比表面积、表面元素电子状态等因素有着密切关联。
α+δ混合相的MnO₂ – pH 10纳米线，由于具有独特的晶体结构、较大的比表面积和较高的Mn平均氧化态，展现出最高的催化氧化活性。

图文· 导读

图1

图2

图3

图4

图5

图6

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//图1 MnO₂样品的SEM 和TEM 图像

//图2 MnO₂样品的XRD 图谱

//图3 MnO₂样品的O 1s and Mn 2p XPS谱

//图4 MnO₂样品的H₂-TRP 曲线

//图5 在不同的MnO₂催化剂下，BA的氧化性能（反应条件：1 mmol BA, 50 mg 催化剂, O₂ 流速为30 mL/min，回流（110°C）下在20 mL DMF中搅拌）

//图6 在不同的MnO₂催化剂下，HMF的氧化性能（反应条件：1 mmol HMF, 50 mg 催化剂, O₂ 流速为 30 mL/min, 回流（110 °C）下在20 mL DMF中搅拌0.5–1.0 h）

通讯作者：周春梅

周春梅，于2010年获得华南理工大学工业催化专业博士学位，随后在新加坡南洋理工大学进行了为期三年的博士后研究，现为南京工业大学多相催化研究人员。目前所开展的科学研究主要针对用于当前重要工艺的催化应用的纳米结构材料合成以及将生物质升级为高附加值化学品。

Transactions of 

Tianjin University

主编｜巩金龙

副主编｜张强/Rafael Luque/张铁锐

电话｜022-27400281

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