Page 213 - 《精细化工》2023年第12期

第 12 期 谢碧梅，等: 高活性 Cu-MnO 2 类氧化物纳米酶降解罗丹明 B ·2755·

但 2θ=18°、49°处特征峰强度增大，这可能是 Cu 掺
杂引起的 MnO 2 晶格畸变 [25] 。由图 2b、c 可见，
Cu-MnO 2 -10%呈现纳米棒状结构，直径为 20~25
nm，长径比约为 10，表面粗糙，并通过自组装形成
较大的类海胆结构；EDS 谱图显示，Mn、O、Cu 3
种元素分布均匀。
图 3 为 MnO 2 和 Cu-MnO 2 -10%的 N 2 吸附/脱附
等温线和孔径分布图，其结构参数列于表 1。由图
3a 可见，根据 IUPAC 分类，MnO 2 和 Cu-MnO 2 -10%均
为Ⅱ型等温线，具有 H3 型滞后环，说明两者具有平板

狭缝、裂缝和楔形的孔结构。由表 1 可见，Cu-MnO 2
2
的比表面积为 301.49 m /g，明显高于 MnO 2 ，说明
Cu 掺杂有效地增加了材料的比表面积，从而暴露出
[24]
更多的活性位点，可提升其催化活性 。由图 3b 可
见，Cu 掺杂使 Cu-MnO 2 的孔径变小，平均孔径由 9.159
nm 降至 6.501 nm（表 1）。

图 3 MnO 2 和 Cu-MnO 2 -10%的 N 2 吸附-脱附曲线（a）和

孔径分布（b） 图 4 Cu-MnO 2 -10%的 XPS 全谱（a）及 Mn 2p（b）、O 1s

Fig. 3 N 2 adsorption-desorption curves (a) and pore size
（c）、Cu 2p（d）谱图
distribution (b) of MnO 2 and Cu-MnO 2 -10%
Fig. 4 XPS full spectra of Cu-MnO 2 -10% (a) and spectra
表 1 MnO 2 和 Cu-MnO 2 的结构参数 of Mn 2p (b), O 1s (c) and Cu 2p (d)
Table 1 Structural parameters of MnO 2 and Cu-MnO 2
由 MnO 2 和 Cu-MnO 2 -10%的 XPS 全谱图（图
2
比表面积/(m /g) 孔结构
材料 Langmuir 3 4a）可见，Cu 元素成功掺杂到 MnO 2 中。内插表为
模型 BET 法 孔容/(cm /g) 孔径/nm Cu-MnO 2 -10%掺杂前后元素摩尔分数的变化，可知
MnO 2 269.69 190.17 0.00726 9.159 O 摩尔分数下降，可能是由于 Cu 掺杂生成了大量氧
Cu-MnO 2-10% 428.60 301.49 0.0176 6.501 空位所致。由 Cu-MnO 2 -10%的 Mn 2p 的窄谱图（图

采用 XPS 分析了 MnO 2 和 Cu-MnO 2 -10%表面的 4b）可见，在结合能 642.26、653.96 eV 处峰分别对
应 Mn 2p 3/2 和 Mn 2p 1/2 的自旋双轨道，而在结合能
价态，结果见图 4。