Al mno2: Напишите пожалуйста окислительно-восстановительные реакции, укажите окислитель и восстановитель ZnO+C—>CO+Zn 3MnO2+4Al—>2Al2O3+3Mn

Исследование влияния активной кислотности среды на стабильность наночастиц MnO2 — ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

А.В. Блинов¹, Д.Г. Маглакелидзе¹, А.А. Кравцов^1,2, А.А. Блинова¹, А.А. Гвозденко¹, А.Б. Голик¹, В.В. Раффа¹, Е.В. Коновалова¹

¹ ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
² Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук

DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.033

Оригинальная статья

Аннотация: В работе впервые представлены результаты исследования микроструктуры наночастиц диоксида марганца, стабилизированных серосодержащими аминокислотами. По результатам сканирующей электронной микроскопии обнаружено наличие в образцах наночастиц диаметром 15-30 нм. С помощью спектрофотомерии установлены оптимальные массовые соотношения прекурсоров для получения стабильных золей наночастиц диоксида марганца, которые составляют KMnO

4: метионин – 1:1 и KMnO₄: цистеин – 3:1. Исследование влияния активной кислотности среды на стабильность наночастиц диоксида марганца показало, что образцы MnO₂, полученные с использованием метионина, стабильны при 4 ≤ pH ≤ 11, а с использованием цистеина стабильны при 5 ≤ pH ≤ 8.

Ключевые слова: активная кислотность среды, диоксид марганца, наночастицы, спектрофотометрия

• Блинов Андрей Владимирович – старший преподаватель кафедры электроники и нанотехнологий Инженерного института, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
• Маглакелидзе Давид Гурамиевич – студент 1 курса кафедры электроники и нанотехнологий Инженерного института, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
• Кравцов Александр Александрович – научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории керамики и технохимии научно-лабораторного комплекса чистых зон Инженерного института, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет», к.т.н., старший научный сотрудник лаборатории физики и технологии полупроводниковых наногетероструктур для СВЧ электроники и фотоники Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук
• Блинова Анастасия Александровна – к. т.н., доцент кафедры электроники и нанотехнологий Инженерного института, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
• Гвозденко Алексей Алексеевич – студент 3 курса кафедры электроники и нанотехнологий Инженерного института, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
• Голик Алексей Борисович – студент 3 курса кафедры электроники и нанотехнологий Инженерного института, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
• Раффа Владислав Викторович – студент 2 курса кафедры электроники и нанотехнологий Инженерного института, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»
• Коновалова Екатерина Васильевна – студент 1 курса, кафедры электроники и нанотехнологий Инженерного института, ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»

Ссылка на статью:

Блинов, А.В. Исследование влияния активной кислотности среды на стабильность наночастиц MnO₂ / А. В. Блинов, Д.Г. Маглакелидзе, А.А. Кравцов, А.А. Блинова, А.А. Гвозденко, А.Б. Голик, В.В. Раффа, Е.В. Коновалова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2020. — Вып. 12. — С. 33-41. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.033.

Полный текст: загрузить PDF файл

Библиографический список:

1. Ren, Y. Functionalization of biomass carbonaceous aerogels: selective preparation of MnO2@CA a composites for supercapacitors / Y. Ren, Q. Xu, J. Zhang, et. al. // ACS Applied Materials & Interfaces. – 2014. – V. 6. – I. 12. – P. 9689-9697. DOI: 10.1021/am502035g.
2. Yuan, L. Flexible solid-state supercapacitors based on carbon nanoparticles / MnO2 nanorods hybrid structure / L. Yuan, X-H. Lu, X. Xiao, et. al. // ACS Nano. – 2012. – V. 6. – I. 1. – P. 656-661. DOI: 10.1021/nn2041279.
3. Xiong, Y. Synthesis of honeycomb MnO2 nanospheres/carbon nanoparticles/graphene composites as electrode materials for supercapacitors / Y. Xiong, M. Zhou, H. Chen, et. al. // Applied Surface Science. – 2015. – V. 357. – Part A. – P. 1024-1030. DOI: 10.1016/j.apsusc.2015.09.111.
4. Nagamuthu, S. Biopolymer-assisted synthesis of λ — MnO2 nanoparticles as an electrode material for aqueous symmetric supercapacitor devices / S. Nagamuthu, S. Vijayakumar, G. Muralidharan // Industrial and Engineering Chemistry Research. – 2013. – V. 52. – P. 18262-18268. DOI: 10.1021/ie402661p.

5. Cao, J. Recent progress in synergistic chemotherapy and phototherapy by targeted drug delivery systems for cancer treatment / J. Cao, Z. Chen, J. Chi, Y. Sun, Y. Sun // Artificial Cells, Nanomedicine, and Biotechnology. – 2018. – V. 46. – I. Supplement 1. – P. 817-830. DOI: 10.1080/21691401.2018.1436553.
6. Cheng, M. Monodisperse hollow MnO2 with biodegradability for efficient targeted drug delivery / M. Cheng, Y. Yu, W. Huang, et. al. // ACS Biomaterials Science and Engineering. – 2020. – V. 6. – I. 9. – P. 4985-4992 DOI: 10. 1021/acsbiomaterials.0c00507.
7. Choi, C.A. Redox- and pH-responsive fluorescent carbon nanoparticles -MnO2- based FRET system for tumor-targeted drug delivery in vivo and in vitro / C.A. Choi, J.E. Lee, Z.A.I. Mazrad, et. al. // Journal of Industrial and Engineering Chemistry. – 2018. – V. 63. – P. 208-219. DOI: 10.1016/j.jiec.2018.02.017.
8. Hu, Z. Ultrafine MnO2 nanoparticles decorated on graphene oxide as a highly efficient and recyclable catalyst for aerobic oxidation of benzyl alcohol / Z. Hu, Y. Zhao, J. Liu, et. al. // Journal of colloid and Interface Science. – 2016. – V. 483. – P. 26-23. DOI: 10.1016/j.jcis.2016.08.010.
9. Kim, S.H. MnO2 nanowire-CeO2 nanoparticle composite catalysts for the selective catalytic reduction of NOx with Nh4 / S.H. Kim, B.C. Park, Y.S. Jeon, Y.K. Kim // ACS Applied Materials and Interfaces. – 2018. – V. 10. – I. 38. – P. 32112-32119. DOI: 10.1021/acsami.8b09605.
10. Zhu,S. Synthesis of MnO2 nanoparticles confined in ordered mesophorous carbon using a sonochemical method / S. Zhu, H. Zhou, M. Hibino, I. Honma, M. Ichihara // Advanced Functional Materials. – 2005. – V. 15. – I. 3. – P. 381-386. DOI: 10.1002/adfm.200400222.
11. Zhu, S. Synthesis of mesoporous amorphous MnO2 from SBA-15 via surface modification and ultrasonic waves / S. Zhu, Z. Zhou, D. Zhang, H. Wang // Microporous and Mesoporous Materials. – 2006. – V. 95. – I. 1-3. – P. 257-264. DOI: 10.1016/j.micromeso.2006.05.029.
12. Hoseinpour, H. Green synthesis, characterization, and photocatalytic activity of manganese dioxide nanoparticles / V. Hoseinpour, M. Souri, N. Ghaemi // Micro and Nano Letters. – 2018. – V. 13. – I. 11. – P. 1560-1563. DOI: 10.1049/mnl.2018.5008.
13. Moon, S.A. Biological synthesis of manganese dioxide nanoparticles by Kalopanax pictus plant extract / S.A. Moon, B.K. Salunke, B. Alkotaini, E. Sathiyamoorthi, B.S. Kim // IET Nanobiotechnology. – 2015. – V. 9. – I. 4. – P. 220-225. DOI: 10.1049/iet-nbt.2014.0051.
14. Jana, S. Shape-selective synthesis, magnetic properties, and catalytic activity of single crystalline β — MnO2 nanoparticles / S. Jana, S. Basu, S. Pande, S.K. Ghosh, T. Pal // Journal of Physical Chemistry C. – 2007. – V. 111. – I. 44. – P. 16272-16277. DOI: 10.1021/jp074803l.

⇐ Предыдущая статья | Содержание | Следующая статья ⇒

Иcследование β/γ-MnO2 в композитных эле…

Том 50 (2014), Номер 2, стр. 25-34

Апостолова Р.Д., Песков Р.П., Шембель Е.М.

Аннотация

УДК 541.136

 

Тонкослойные безбалластные MnO₂/Al-электроды без электронно-проводящей добавки и таковые в композиции с многостенными углеродными нанотрубками (MnO₂/Al-МУНТ), а также объемные намазные электроды MnO

2, МУНТ, Ф4/сталь 18Н12Х9Т исследовали в редокс-реакции с литием в макетном аккумуляторе с электролитами ПК, ДМЭ, 1М LiClO₄ и ЭК, ДМК, 1М LiClO₄. Окно электрохимической устойчивости на MnO₂, МУНТ-Al/электроде в рабочей области потенциалов для указанных электролитов составляет 2,0–4,1 и 2,0–4,2 В соответственно. Из-за высокого контактного сопротивления между частицами тонкослойного β/γ—MnO₂/Al-электрода его разрядная емкость не превышает 110–120 мАч/г, однако она стабильна на протяжении 180 циклов. Обсуждается роль алюминиевого коллектора в преобразовании β/γ—MnO₂/Al-электрода. Разрядная емкость объемных MnO₂, МУНТ, Ф4/18Н12Х9Т-электродов в первом цикле может составлять 265–280 мАч/г, обратимая – 185–250 мАч/г в первых пятидесяти циклах. Сделана оценка значений коэффициента химической диффузии ионов лития D

Li в редокс-реакции MnO₂ с литием, установленных по методу медленной циклической вольтамперометрии в тонкослойном композитном MnO₂, МУНТ/Al-электроде при потенциалах пиковых значений тока (порядка 10^-12 см²/c).

 

Ключевые слова: MnO₂, литиевый аккумулятор, многостенные углеродные нанотрубки, разрядная емкость, коэффициент химической диффузии лития, тонкослойный электрод.

 

 

Balastless thin-layer MnO₂/Al-electrodes without electronconducting carbon additive and those but in the combination with multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) MnO₂/Al-MWCNTs, as well as the bulk-modified paste electrodes MnO₂, MWCNTs, and stainless steel electrodes have been investigated in the redox reaction with lithium in a model accumulator оn the base of propylene carbonate (PC),

dimetoxiethane (DME), 1M LiClO₄ and of ethyl carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), 1M LiClO₄ electrolytes. The window of the electrochemical stability to the anode oxidation on MnO_2, and MWCNTs electrodes in the work range of the potentials for the investigated electrolytes is equal to 2.0–4.1 and 2.0–4.2 V, respectively. Because of a high contact resistence of the particles of a thin-layer β/γ—MnO₂/Al electrode its discharge capacity cannot be over 110–120 mAh/g, but it is stable during 180 cycles. The discharge capacity of MnO₂, MWCNTs electrodes during the first cycle reaches 265–280 mАh/g, the reversible one – (185–250) mАh/g in the first 50 cycles. The role of the aluminum collector in the electrochemical transformation of MnO₂ has been considered in thin-layer MnO₂/Al electrodes obtained by the mechanical rubbing of the active component in the aluminum matrix. The assessment of the lithium chemical diffusion coefficient D_Li established in the redox reaction of MnO₂ with lithium (in the range of 10^-12 сm²/s) has been made in thin-layer composite MnO₂ MWNTs/Al-electrodes at the current peak values (around 10^-12 sm²/s) by the slow cyclic voltammetry.

 

Keywords: MnO₂, lithium accumulator, multi-walled carbon nanotubes, discharge capacity, lithium chemical diffusion coefficient, thin-layer electrode. 

 

 

 
 

Скачать полнотекстовый PDF. 2192 скачиваний

Можете ли вы сбалансировать это химическое уравнение?\\[Mn{O_2} + Al \\to Mn + A{l_2}{O_3}\\]

Дата последнего обновления: 28 февраля 2023 г.

•

Всего просмотров: 171,6 k

•

Просмотров сегодня: 3.56k

Ответить

Проверено

171.6k+ просмотров

Подсказка: Мы должны помнить, что их окислительно-восстановительные реакции представляют собой окислительно-восстановительные химические реакции, в которых степени окисления. Термин «окислительно-восстановительный» представляет собой краткую форму восстановления-окисления. Все окислительно-восстановительные реакции можно разделить на два разных процесса — процесс восстановления и процесс окисления.

Полный ответ:
Как известно, реакции окисления и восстановления всегда протекают одновременно в окислительно-восстановительной реакции или реакции окисления-восстановления. Вещество, восстанавливающееся в результате химической реакции, известно как окислитель, а вещество, которое окисляется, известно как восстановитель.
Сбалансированное химическое уравнение:
\[3Mn{O_2} + 4Al \to {\text{3}}Mn + 2A{l_2}{O_3}\]
Сам оксид марганца восстанавливается до марганца, и, таким образом, восстановление происходит в виде кислорода удаляется. В случае с алюминием алюминий окисляется при добавлении к нему кислорода. Таким образом, этот тип реакции является окислительно-восстановительной реакцией.
Двум соединениям, которые обмениваются электронами в окислительно-восстановительной реакции, даются специальные названия:
Ион или молекула, принимающие электроны, называются окислителями — принимая электроны, они окисляют другие соединения.
Ион или молекула, отдающая электроны, называется восстановителем — отдавая электроны, она восстанавливает другие частицы.

Примечание:
Поскольку мы знаем, что большинство окислительно-восстановительных (окислительно-восстановительных) процессов включают перенос атомов кислорода, атомов водорода или электронов, при этом все три процесса имеют две общие важные характеристики: (1) они связаны, т. е. в любой реакции окисления происходит взаимное восстановление, и (2) они включают в себя характерное чистое химическое изменение, т. е. атом или электрон переходит из одной единицы вещества в другую.

Недавно обновленные страницы

В Индии по случаю бракосочетания фейерверк 12 класса химии JEE_Main

Щелочноземельные металлы Ba Sr Ca и Mg могут быть организованы 12 класса химии JEE_Main

Что из следующего имеет самый высокий электродный потенциал Химический класс 12 JEE_Main

Что из следующего является истинным пероксидом A rmSrmOrm2 Химический класс 12 JEE_Main

Какой элемент обладает наибольшим радиусом атомов Химический класс 11 JEE_Main

Фосфин получают из следующей руды А Кальций класса 12 по химии JEE_Main

В Индии по случаю бракосочетания фейерверков класс 12 по химии JEE_Main

Щелочноземельные металлы Ba Sr Ca и Mg могут быть отнесены к классу 12 по химии JEE_Main

Что из следующего имеет самый высокий электродный потенциал 12 класса химии JEE_Main

Что из перечисленного является истинным пероксидом A rmSrmOrm2 12 класса химии JEE_Main

Какой элемент обладает наибольшим атомным радиусом А класса 11 химии JEE_Main

Фосфин получают из следующей руды A Кальций класса 12 химический JEE_Main

Тенденции сомнения

α-MnO2, легированный алюминием, покрытый лигнином, для высокопроизводительных перезаряжаемых водных цинк-ионных аккумуляторов

Цзинлян Сюй, ^азбука Синьхан Ху, ^и Мд Асрафул Алам, ^и Гуль Мухаммед, ^и Юнкун Львов, ^и Минхай Ван, ^и Ченджи Чжу ^д и Вэньлун Сюн * ^и

Принадлежности автора

* Соответствующие авторы

^и Школа химического машиностроения, Университет Чжэнчжоу, Чжэнчжоу 450001, Китай
Электронная почта: xiongwenlong@zzu. edu.cn

^б Zhengzhou Tuoyang Industrial Co., Ltd, Чжэнчжоу, Китай

^с Научно-исследовательский институт промышленных технологий Университета Чжэнчжоу, ООО, Чжэнчжоу, Китай

^д Колледж биотехнологии и фармацевтической инженерии, Нанкинский технический университет, 211816 Нанкин, Китай

Аннотация

rsc.org/schema/rscart38″> Zn/MnO ₂ аккумуляторы, одни из наиболее широко изученных перезаряжаемых цинк-ионных аккумуляторов на водной основе, имеют плохую циклируемость из-за структуры MnO ₂ лабилен с цикличностью. При этом структурная стабильность α-MnO ₂ повышается за счет одновременного легирования Al ³⁺ и покрытия лигнином при формировании кристаллов α-MnO ₂ в гидротермальном процессе. Al ³⁺ входит в октаэдр [MnO ₆ ] с образованием кислородных вакансий, а лигнин дополнительно стабилизирует легированный Al ³⁺ за счет сильного взаимодействия в подготовленном материале, легированном Al α-MnO ₂ , покрытом лигнином (L + Al@α-MnO ₂ ). При этом проводимость L + Al@α-MnO ₂ улучшается за счет легирования Al ³⁺ , а площадь поверхности L + Al@α-MnO ₂ увеличивается за счет изготовление наностержневых структур после легирования Al ³⁺ и покрытия лигнином.