气体扩散电极在电催化苯加氢反应中的应用

利用交流阻抗复平面图判定控制步骤的方法,论证了采用SPE电极进行的水电解制氢一苯电化学加氢反应是扩散控制的反应。将气体扩散电极应用于水电解制氢一苯电化学加氢体系中,从而将反应由扩散控制转化为电化学步骤控制。比较了两种方法制备的气体扩散电极对反应控制步骤的改进效果。结果表明,采用镀铂碳布扩散电极可提高反应速度。     

电催化苯加氢反应中气体扩散电极性能的影响因素分析

将气体扩散电极应用在电催化苯加氢反应中,通过测定电流效率,分析了气体扩散电极的制备因素对其电化学性能的影响.考察了反应温度对苯加氢反应速度和析氢反应速度的影响,推算出苯加氢反应和析氢反应的表观活化能;考察了电解液硫酸的浓度、苯蒸汽的浓度、增湿水蒸气的浓度、载气流速等对电极性能的影响,并确定最佳的外界实验操作条件.应用气体扩散电极前后的反应电流对比表明,气体扩散电极能够有效地提高反应速度.     

电催化苯加氢反应中气体扩散电极性能的影响因素分析

将气体扩散电极应用在电催化苯加氢反应中，通过测定电流效率，分析了气体扩散电极的制备因素对其电化学性能的影响。考察了反应温度对苯加氢反应速度和析氢反应速度的影响，推算出苯加氢反应和析氢反应的表观活化能；考察了电解液硫酸的浓度、苯蒸汽的浓度、增湿水蒸气的浓度、载气流速等对电极性能的影响，并确定最佳的外界实验操作条件。应用气体扩散电极前后的反应电流对比表明，气体扩散电极能够有效地提高反应速度。     

NiB电极的电沉积法制备及其对煤电解加氢液化的催化作用

采用电化学沉积的方法,改变镀液配方中TMAB(三甲胺硼烷)浓度CTMAB、p H值和电流密度,制备不同B含量的非晶态NiB催化电极,并将其应用到煤电解加氢液化中.利用XRD,ICP,电化学测试等方法对所制备的NiB催化电极进行表征,结果表明p H=3.5,I=1 A/dm~2,CTMAB=10.0 g/L时所制备的NiB催化电极为非晶态结构,且B的含量最高达30%,对煤电解加氢液化的电流密度较大,说明B的含量是影响煤电解加氢液化反应活性的重要因素之一.以非晶态的NiB催化电极作为工作电极,比IrO_2作为工作电极可得到更高的液化率和H/C原子比,使煤的双键结构得到更有效的还原,这说明将B含量较高的NiB催化电极应用到煤电解加氢液化中比IrO_2电极有更好的反应活性和选择性.     

Pt—C／PTFE型气体扩散电极制备的研究

用热分解的方法制备Ｐｔ－Ｃ＝ＰＴＦＥ型气体扩散电极，及其他不同电催化剂的气体扩散电极，对其电化学活性进行对比。实验结果表明铂电催化剂的气体扩散电极的电化学活性优于铂－铈合金电催化剂的。     

碱性燃料电池型反应器中过氧化氢的合成

以片状Nafion膜作为固体电解质, Teflon乳液作为粘结剂,制备了分别以石墨和钯黑为活性材料的气体扩散电极,探讨了氧气进行电催化还原反应制备过氧化氢的过程,并分析了不同的电极组成、氧气压力以及电解电压对电解效果的影响,从而确定了较佳的电解条件.     

气体扩散电极制备条件与氧还原反应活性关系的研究

在改变催化层中聚四氟乙烯(PTFE)、造孔剂含量和热压压力等条件下制备气体扩散电极,通过计时电位法、阴极极化曲线对气体扩散电极进行测定,并将其结果用最小二乘法拟合得出电极的制备条件与氧气还原反应电化学参数之间的关系。电化学测试结果表明,各种条件下制备的电极的阴极极化过程都符合Rho提出的半经验公式规律;当气体扩散电极催化层PTFE面密度3.33mg/cm²、造孔剂(NH₄)HCO₃面密度1.05mg/cm²以及热压压力3.69MPa时,气体扩散电极的氧还原活性最佳。     

催化铁氧腐蚀电池处理活性艳红的电化学机理

用紫外扫描吸收光谱、电化学循环极化、腐蚀电位监测和恒电位电解等方法研究了催化铁氧腐蚀电池处理活性艳红X-3B的电化学机理,结果表明,活性艳红X-3B在铁氧腐蚀电极上发生了电化学还原而分解成小分子,达到脱色的目的,但模拟废水CDO下降不大,电极反应过程属扩散步骤控制。     

NO在多壁碳纳米管修饰电极的电氧化行为

为研制生物医学和环境检测的NO电化学传感器,用碱和硝酸对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行功能化.采用循环伏安法(CV)和电化学阻抗法(EIS)研究NO在多壁碳纳米管修饰电极上的电氧化行为,并探讨相应的反应机理.研究结果表明:当氧化电位较低(0.50～0.65 V)时,NO的电氧化受电极电位驱动,氧化速度随着电极电位的升高而加快;当电极电位达到一定值(0.70～0.80 V)时,其电极反应受电荷转移和扩散混合控制;当电极电位较高(0.85 V)时,NO的电极反应受扩散控制;与MWCNTs修饰电极相比,MWCNT-COOH修饰电极上反应的活化能(氧化峰电位)明显降低,其峰电流密度(反应速度)是MWCNTs修饰电极的1.4倍,说明MWCNT-COOH修饰电极能够有效地提高NO氧化的电催化活性和检测灵敏度.     

K2FeO4在KOH溶液中的电极反应特征

采用三电极体系法,研究K2FeO4电极在不同浓度KOH溶液中的放电行为、电化学阻抗谱(EIS)和极化曲线,以探明K2FeO4在不同浓度碱液中的电极反应特征.结果表明,电解质溶液中的OH-和H2O参与了电极反应过程,在浓度高的KOH溶液中,K2FeO4的电极过程表现为电化学控制步骤;而在稀KOH溶液中,表现为扩散控制特征.     

二茂铁在超临界CO2/BMIMPF6两相体系中的电化学行为

以铂微盘电极为工作电极,采用循环伏安法研究二茂铁在超临界CO₂/BMIMPF₆两相体系中的电化学行为,测定不同压力条件下二茂铁的扩散系数.实验结果表明,二茂铁在超临界CO₂/BMIMPF₆两相体系中的氧化还原过程是受扩散控制的准可逆过程.低黏度、电绝缘性CO₂的存在,均会对电极反应中的传质过程及电极表面上的电子交换过程产生影响.     

Influence of Cr3+ concentration on the electrochemical behavior of the anolyte for vanadium redox flow batteries

The composition of electrolyte affects to a great extent the electrochemical performance of vanadium redox flow batteries(VRB).The effects of Cr3+ concentration in the anolyte on the electrode process of V(V)/V(IV) couple have been investigated by cyclic voltammetry(CV) and electrochemical impedance spectroscopy(EIS).It was found that Cr3+ causes no side reactions,but affects the electrochemical performance of V(V)/V(IV) redox reaction,including the reaction activity,the reversibility of electrode reaction,the diffusivity of vanadium ions,the interface film impedance,and the electrode reaction impedance.The experimental results show that Cr3+ within a certain concentration range can improve the reversibility of electrode reaction and the diffusion of vanadium ions.With the Cr3+ concentration increasing from 0 to 0.30 g L-1,the reversibility of V(V)/V(IV) reaction increases,while the diffusion resistance decreases.Correspondingly,the diffusion coefficient of vanadium ions increases from(5.48-6.77) × 10-7 to(6.82-8.44) × 10-7 cm2 s-1,an increase of ～24%.However,the diffusion resistance increases and the diffusion coefficient decreases when Cr3+ concentration is over 0.30 g L-1,while the impedances of the interface,the film as well as the charge transfer increase continuously.As a result,Cr3+ with a certain concentration improves the diffusion and mass transfer process,but the resistances of the film,the interface,and the charge transfer rise.Furthermore,Cr3+ concentration of no more than 0.10 g L-1 has few effect on the electrode reaction process,and that of no more than 0.30 g L-1 is favorable to the diffusion of vanadium ions.     

对硝基甲苯电化学还原的研究

研究了以醇水混合液为底液,分别以盐(NaCl,Na_2SO_4),碱(NaOH,KOH)和酸(H_2SO_4,HClO_4)为支持电解质时,对硝基甲苯在Cu,Ag,Pt,Pb电极上电化学还原的循环伏安行为,从而选择出以Cu电极,H_2SO_4为支持电解质作为较理想的体系.对于该体系,用循环伏安法研究了浓度、扫描速度、搅拌强度与峰电流、峰电势的关系.结果表明,对硝基甲苯电化学还原的峰电势大约在(-0.5V,vs.SCE)处,且其还原与扩散有关;采用恒电压稳态极化法,测出稳态极化曲线,得到电势与ln((Id-I)/I)(I:电流,I_d:极限电流)成线性关系.从而确认该体系中对硝基甲苯电化学还原的电极过程为动力学和扩散混合控制过程;初步确认Ti~(4+)/Ti~(3+)电对对于对硝基甲苯在该体系中电化学还原具有一定的催化活性.探讨了在硝基苯的苯环上的不同位置接入不同的自由基后,对于硝基的电化学还原的影响,表明在苯环上接入吸电子基后,有利于它的电化学还原,而接入供电性基因后则不利于它的电化学还原,特别是在硝基的邻位和对位上接入时,这种效应特别明显.讨论了p~H值对于对硝基甲苯电化学还原的影响,表明在一定范围内,当p~H值较低时,有利于它的电化学还原.     

铅酸蓄电池板栅合金锑的电化学行为

本试验采用动电位极化曲线,研究了铅锑板栅合金中锑的电化学行为,推断铅锦合金电极中佛的氧化过程表现为扩散控制的规律。     

计时电量法测定4,5-二氮芴-9-酮的扩散系数和反应速率常数

运用循环伏安法测定4,5-二氮芴-9-酮（DAFO）在DMF溶液中不同扫描速率时的循环伏安图,出现2对峰形良好的氧化还原峰;采用计时电量法通过控制阶跃电位,测得不同温度下DAFO在DMF溶液中的扩散系数和反应速率常数,293K时扩散系数为5.39×10-6cm2·s-1;当选择阶跃电位使电极过程处于扩散和电化学混合控制时,测得不同电位的反应速率常数k_f. 根据不同温度下的标准速率常数k₀,得到表观活化能E_a为10.5kJ·mol-1.      

A Mathematic Model of Gas-diffusion Electrodes in Contact with Liquid Electrolytes

A mathematic model is developed which is applied to analyze the main factors that affect electrode performance and to account for the process of reaction and mass transfer in gas-diffusion electrodes in contact with liquid electrolytes. Electrochemical Thiele modulus φ^2 and electrochemical effectiveness factor η are introduced to elucidate the effects of diffusion on electrochemical reaction and utilization of the gas-diffusion electrode. Profile of the reactant along axial direction is discussed, dependence of electrode potential V on current density J, are predicated by means of the newly developed mathematical model.     

Fe3+在室温离子液体BPBF4中迁移性质研究

以室温离子液体——四氟硼酸正丁基吡啶（BPBF4）为溶剂，在293．15K-343．15K温度范围内，测定了浓度为0.07170mol／kg的FeCl3的伏安曲线，确定了Fe^3＋的还原是扩散控制的单电子转移可逆过程，用计时电流法估算了在不同浓度和不同温度下Fe^3＋的扩散系数D，进而求得了它在不同浓度下的扩散活化能。     

介孔炭空气扩散电极电催化氧化产过氧化氢的影响

以压片法制备了介孔炭空气扩散电极,优化制备工艺,并将其用于自制的电化学降解装置中,以求高效产H_2O_2的能力和提高对气态污染物的降解效率。结果表明,当介孔炭与PTFE乳液质量比为3∶1、压片压力为15 MPa、在管式炉中300℃焙烧1 h后,所制得的介孔炭空气扩散电极性能最佳。在鼓气速率为6 L/h、电解质浓度为0.8 mol/L的Na_2SO_4溶液、电流密度为30 m A/cm~2、污染物含量12%时,能高效生成H_2O_2,浓度为1 598 mg/L。制作的空气扩散电极在数次使用之后,仍能保持良好的产H_2O_2能力。