Elektrolüütiliste mangaanikeerude (elektrolüütilise mangaanmetalli, EMM) on olulised rakendused keemiliste katalüsaatorite valdkonnas. Nende kõrge puhtus (suurem või võrdne 99,7%) ja keemiline aktiivsus muudavad need ideaalseks tooraineks mitmesuguste katalüsaatorite sünteesimiseks. Järgmised on nende peamised rakenduse stsenaariumid ja keemiliste katalüsaatorite tehnilised eelised:
I. Põhirakenduspiirkonnad
Mangaandioksiid (MNO₂) katalüsaatori eelkäija
Kasutamine: Elektrolüütilised mangaanikärvid saab oksüdeerida või lahustada ja muuta väga aktiivseks mangaandioksiidiks, mida kasutatakse laialdaselt:
Aku materjalid: Liitium-ioonakude katoodimaterjalide süntees (nt liitiummangaanoksiid limn₂o₄).
Oksüdatsioonireaktsiooni katalüsaatorid: fenooli oksüdeerimine adipiinhappeks, formaldehüüdi lagunemine jne.
Eelised: EMM on äärmiselt puhas, mis vähendab lisandite sekkumist katalüütilisele aktiivsusele.
Mangaansulfaat (Mnso₄) ja muud mangaani soola süntees
Kasutus:
Väetisekatalüsaator: mikroelementide lisand, mis edendab taimedes fotosünteesi.
Keemilise sünteesi katalüsaator: nt kaaskatalüsaator olefiini polümerisatsiooni ja estrifitseerimisreaktsioonide korral.
Orgaaniline sünteesi katalüsaator
otseselt reaktsioonis osalenud:
Oksüdatsioonireaktsioon: Mangaanipõhiseid katalüsaatoreid kasutatakse alkoholide selektiivseks oksüdeerimiseks ketoonideks või hapeteks (nt kumeeni oksüdeerimine fenoolideks).
Hüdrogeenimisreaktsioon: küllastumata ühendite hüdrogeenimiseks kasutatakse mangaani toetatud katalüsaatoreid (nt Mn/C).
Eelised: Mangaani erinevad oksüdatsiooniseisundid (Mn²⁺, Mn³⁺, Mn⁴⁺) annavad sellele paindliku katalüütilise aktiivsuse.
Keskkonnakaitseväljakatalüsaatorid
Denitrifikatsiooni (SCR) katalüsaatorid: Kasutatakse koos vanaadiumi ja volframiga suitsugaasi denitrifitseerimiseks (vähendada NOX heitkoguseid).
VOLM: Mangaanipõhised katalüsaatorid (nt MNO₂/TiO₂) halvendavad lenduvaid orgaanilisi ühendeid.
Veepuhastus: Katalüütiline osoonimine orgaaniliste saasteainete lagundamiseks (nt värvaine reoveepuhastus).
2. tehnilised eelised ja tooteomadused
Kõrge puhtus eelis
Puhtus, mis on suurem või võrdne 99,7%-ga, tagades, et lisandid ei mõjuta katalüsaatori aktiivseid saite (nt Fe, s).
Läbis ICP-MS ning muud testimised ja sertifikaadid, pakkudes jälgitavaid kvaliteediaruandeid.
Vormi ja osakeste suuruse kohandamine
Helvene: Lihtne salvestada ja transportida ning seda kasutatakse vedelafaasi katalüütilistes süsteemides pärast lahustumist.
Pulber (80-200 võrk): kasutatakse otse tahkefaasi katalüüsimisel või toetatud katalüsaatorite valmistamiseks.
Kulutõhus
Võrreldes teiste väärismetallkatalüsaatoritega (näiteks plaatina ja pallaadium), on mangaanipõhised katalüsaatorid odavamad ja sobivad suuremahulisteks tööstuslikeks rakendusteks.
3. tüüpilised protsessid ja juhtumid
Mangaandioksiidi katalüsaatori ettevalmistamise protsess
Kopeeri kopeerimiseks
Elektrolüütiline mangaani helves → happe lahustumine (H₂SO₄) → Oksüdatsioon (H₂O₂/O₃) → Sademed → kaltsineerimine → MNO₂ katalüsaator
Rakenduse näide: Liitiumakutootja kasutab EMM-i sünteesiga liitiummangaanoksiidi, mis parandab aku tsükli kasutusaega 15%.
Mangaanil põhinev SCR denitrifikatsiooni katalüsaator
valem: V₂o₅-wo₃/tio₂ koos lisatud MNO₂-ga madala temperatuuri aktiivsuse suurendamiseks (150-300 kraad).
Mõju: Elektrijaama denitrifikatsiooni efektiivsus suurenes 85% -lt 92% -ni ja selle vastupidavus väävli mürgistusele suurenes.
