【摘 要】
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本论文对比研究了具有中心对称结构的(1×1)孔道结构软锰矿、(2×2)孔道结构锰钾矿、(1×∞)层状结构水钠锰矿以及非中心对称结构Pb2Mn O4的微波吸波机理及其与微波诱导降解四环素(TC)性能的关系,并探究了成分和形貌调控对性能的影响。主要工作及结论如下:(1)采用水热法成功制备了纯相的软锰矿、锰钾矿、水钠锰矿以及Co掺杂水钠锰矿,采用高温固相法制备了纯相的Pb2Mn O4以及Co掺杂Pb2M
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本论文对比研究了具有中心对称结构的(1×1)孔道结构软锰矿、(2×2)孔道结构锰钾矿、(1×∞)层状结构水钠锰矿以及非中心对称结构Pb2Mn O4的微波吸波机理及其与微波诱导降解四环素(TC)性能的关系,并探究了成分和形貌调控对性能的影响。主要工作及结论如下:(1)采用水热法成功制备了纯相的软锰矿、锰钾矿、水钠锰矿以及Co掺杂水钠锰矿,采用高温固相法制备了纯相的Pb2Mn O4以及Co掺杂Pb2Mn O4。Co掺杂量分别在5%以内和1%以内时,可保持水钠锰矿和Pb2Mn O4的结构不变,Co分别替代水钠锰矿中Mn4+和Pb2Mn O4中Pb2+的位置。纳米尺度呈棒状和针状的软锰矿和锰钾矿比表面积较大。依据ICP和XPS测试,计算了几种氧化锰矿物的晶体结构式,与其理论结构式非常相近。(2)网络分析测试表明,几种氧化锰矿物在微波的诱导下既产生介电损耗又产生磁损耗。其中,软锰矿和锰钾矿以介电损耗为主,水钠锰矿和Pb2Mn O4以磁损耗为主。通过对几种氧化锰矿物的电导率、界面特性、缺陷、固有电偶极矩和自旋磁矩的表征和计算,得出影响微波介电损耗的主要因素包括:电子传导、界面弛豫、缺陷以及固有电偶极矩,电子传导和界面弛豫是中心对称结构软锰矿、锰钾矿、水钠锰矿产生介电损耗的主要原因,固有电偶极矩对非中心对称Pb2Mn O4的微波介电损耗有重要贡献;自旋磁矩是影响氧化锰矿物微波磁损耗的主要原因。在4种典型氧化锰矿物中,锰钾矿的微波吸波性能最大,其次是软锰矿,再次是水钠锰矿,最后是Pb2Mn O4。Co掺杂使水钠锰矿和Pb2Mn O4的微波介电损耗和磁损耗均有所提高。(3)软锰矿、锰钾矿、水钠锰矿以及Co掺杂水钠锰矿的微波诱导降解有机物的性能与其微波吸收性能呈正相关。而微波吸收最差的非中心对称结构Pb2Mn O4的微波诱导降解性能最强。这可能是由于固有电偶极矩损耗产生的热点效应较强,对体系产生的热量贡献较大。总而言之,在微波诱导体系中,固有电偶极矩对氧化锰矿物微波诱导降解TC性能有重要影响,这是微波诱导降解有机污染物机理的新认识。
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