《表2 α-MnO2-raw、α-MnO2-20%和α-MnO2-30%的表面平均价态》

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《亚铁离子刻蚀α-MnO_2纳米棒的制备及其氧还原性能的研究》

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为了探究材料氧还原性能差异的本质原因，对刻蚀前后的样品进行了X射线光电子能谱研究，结果见图4。图4a的全谱图表明，样品含有Mn、O和K的信号，且并未发现刻蚀后铁元素的残留及其他杂质元素。图4b为Mn 3s分裂峰，可依据公式AOS=8.95-1.13xΔE3s[17]来估算刻蚀前后二氧化锰材料的平均价态（AOS），详细见表2。通过计算可得原材料α-MnO2-raw平均价态为3.45，表明α-MnO2包含大量的Mn3+，而并非均为Mn4+组成。这是由于α-MnO2孔道中K+填充保持材料的电荷平衡使得Mn3+稳定存在。当亚铁离子对二氧化锰进行刻蚀作用时，Mn4+被还原为可溶性的Mn2+并在纳米棒产生了缺陷，而Mn4+的减少使得Mn3+的相对含量Mn3+/（Mn3++Mn4+）提高。所以刻蚀后的α-MnO2-20%、α-MnO2-30%的AOS进一步变低为3.39和3.33。