金刚石薄膜电极处理含氯酚废水的实验研究

以硼掺杂金刚石薄膜(BDD)为电极,采用电化学氧化的方法对含氯酚废水进行实验研究。采用循环流动的方式,结果表明:在给定不同恒电位的情况下,电流随时间变化的规律也不同;在高电位时电流密度比较大,使间接氧化增强,导致COD去除率和瞬时电流效率(ICE)增大;由于支持电解质N aC l在电解过程中产生的次氯酸盐氧化性强,因此N aC l比H2SO4对COD去除率和ICE增大更有利。采用钛基活性涂层(ACT)电极与金刚石电极的对比实验发现:由于BDD电极的弱吸附性,其处理效果明显优于ACT。     

纳米金刚石掺混铪与掺混钛的场发射特性研究

研究了铪掺混与钛掺混对纳米金刚石场发射特性。根据金属铪与钛的不同性质,分别对纳米金刚石掺混铪和钛,通过电泳法在钛基底上制备了纳米金刚石复合阴极样品,测试了其场发射性能。通过实验发现,掺钛相比纯净的纳米金刚石涂层的场发射特性有所提高,并且钛掺混纳米金刚石涂层的均匀性和稳定性比较好,而掺铪场发射特性下降。分析表明这与金属铪和钛的特性有关。     

钛基氧化钌电极在油田污水处理中的研究

本文以油田污水为研究对象,用钛基氧化钌作阳极,采用电化学氧化法处理石油污水,研究了电解时间、电流密度及电极间距对污水中铁去除率的影响,实验发现在优化电解时间、电流密度、电极间距等参数后,有很好的除铁效果;将电化学氧化除铁与氧化剂H2O2除铁进行实验对比,结果表明电化学氧化除铁不但具有更好的氧化能力和处理效果,而且避免了因添加化学药剂而带来的二次污染.     

纳米金刚石粉末电化学性能及其表面修饰的研究进展

对导电金刚石电极的研究,过去主要集中在化学气相沉积(CVD)制备的含硼金刚石薄膜电极领域。近来有研究表明当金刚石薄膜晶粒尺寸达到纳米级时,无需掺杂硼,金刚石也表现出一定的电导率。本课题组研究发现非掺杂的纳米金刚石粉末在水溶液中也表现出了一系列的电化学活性。本文介绍了非掺杂纳米金刚石的电化学性能及其对亚硝酸根离子的催化氧化行为,另外还介绍了对纳米金刚石进行表面修饰以提高其电化学活性,增加它在电化学领域的应用范围等方面的研究进展。     

铪、钛掺杂钛基底纳米金刚石的场发射特性研究

采用电泳法分别制备了铪和钛掺杂纳米金刚石的场发射阴极涂层,利用扫描电子显微镜和场发射测试仪分别对样品的微观形貌和场发射特性进行了表征.研究发现,随着金属铪粉和钛粉的掺杂,阴极涂层的均匀性逐渐变差并出现了团聚现象.场发射研究表明铪的掺入反而降低了涂层的场发射性能,钛掺杂后提高了场发射的电流密度,随着钛的逐渐增多,样品的发光亮度逐渐增强,均匀性变差,进一步表明了适量的钛掺杂纳米金刚石有利于提高场发射性能.最后,探讨了钛掺杂纳米金刚石涂层的场发射机理.     

金刚石薄膜表面含氧基引入研究

为了改进金刚石薄膜表面的性能,本文通过电化学氧化的方法,采用在NaOH溶液中保持电势在3V左右实施阳极极化,金刚石薄膜电极的表面就可变成氧化状态的表面,然后用X光电子能谱仪（XPS）对其表面进行分析,证实此实验的可行性．     

金刚石薄膜电极在离子水洗衣机中的应用研究

离子水洗衣机的电解装置一般采用金属氧化物涂层阳极(DSA——Dimensionally Stable Anode),本论文研究采用硼掺杂金刚石薄膜(BDD)电极做离子水洗衣机的电解阳极,通过分析其特性曲线,表征参数,并和DSA电解电极对比性能,同时做一些洗涤实验来验证其洗涤效果,以此来展现硼掺杂金刚石薄膜电极具有更加稳定和良好的电化学特性,所以更适合于用做离子水洗衣机的电解装置.此外,离子水洗衣机主要是把水电解成碱性离子水来洗涤衣物,BDD电极可以做到不用离子隔膜分离出碱性离子水就可以达到洗净衣物的效果.     

熔盐电解制取镧-镍合金的研究

用循环伏安法和电沉积后断电的电位-时间曲线对750℃和850℃下LaCl_3-NaCl-KCl熔体中镍电极的电化学行为进行了研究,获知镍电极还原过程中生成多个镧和镍的金属间化合物和析出金属镧。实验表明,用镍阴极电解LaCl_3-NaCl-KCl熔体,电解较适宜的条件是温度为850℃,电流密度为10Acm~(-2)附近,熔体中含LaCl_3在30wt%左右。     

金刚石粉阴极的均匀性及其场发射性能研究

目的研究金刚石场发射阴极处理工艺对场发射电流和阈值电压的影响。方法设计了一个将金刚石粉热粘到金属钛表面的工艺,用XRD和SEM分析不同的金刚石纳米粉超声分散液时热粘结的状况:研究样品的场发射性能。结果用丙酮分散时的粘结表面非常均匀;经氢等离子体处理的表面均匀样品场发射阈值电压为0．5V／μm。结论丙酮分散的纳米金刚石粉热粘接到钛金属表面构成的金刚石粉场发射阴极可以降低发射阈值电压;不同等离子体处理工艺可以改变场发射电流。     

草酸在钛阴极上还原为乙醛酸的反应机理探讨

继首次报道用金属钛(Ti)作阴极,还原草酸制乙醛酸的电极评价研究之后,本文探讨草酸在钛阴极上电还原为乙醛酸的反应机理。提出一种 EC 模型.又用稳态近似理论建立该机理的可供实验检验的模型数学。经 LSV 极化曲线测试验证,该机理与实验结果相吻合。     

Energy consumption of electrooxidation systems with boron-doped diamond electrodes in the pulse current mode

A pulse current technique was conducted in a boron-doped diamond (BDD) anode system for electrochemical wastewater treatment. Due to the strong generation and weak absorption of hydroxyl radicals on the diamond surface, the BDD electrode possesses a powerful capability of electrochemical oxidation of organic compounds, especially in the pulse current mode. The influences of pulse current parameters such as current density, pulse duty cycle, and frequency were investigated in terms of chemical oxygen demand (COD) removal, average current efficiency, and specific energy consumption. The results demonstrated that the relatively high COD removal and low specific energy consumption were obtained simultaneously only if the current density or pulse duty cycle was adjusted to a reasonable value. Increasing the frequency slightly enhanced the COD removal and average current efficiency. A pulse-BDD anode system showed a stronger energy saving ability than a constant-BDD anode system when the electrochemical oxidation of phenol of the two systems was compared. The results prove that the pulse current technique is more cost-effective and more suitable for a BDD anode system for real wastewater treatment. A kinetic analysis was presented to explain the above results.     

电化学处理对硝基苯酚模拟废水的研究

以钛钌电极为阳极、钢板为阴极,对含对硝基苯酚（PNP）的模拟废水进行了电化学处理．试验研究了外加电压、极板间距、电解质质量分数、溶液pH值、电解时间等因素对PNP处理效果的影响,结果表明：外加电压7V,pH=10～11,极板间距2cm。支持电解质Na2S04质量分数0．5％的条件下,电解5h,PNP的去除率可达89．3％．     

Comparative study of oxidation ability between boron-doped diamond (BDD) and lead oxide (PbO<Subscript>2</Subscript>) electrodes

The electrochemical oxidation capabilities of two high-performance electrodes, the boron-doped diamond film on Ti (Ti/BDD) and the lead oxide film on Ti (Ti/PbO₂), were discussed. Hydroxyl radicals (·HO) generated on the electrode surface were detected by using p-nitrosodimethylaniline (RNO) as the trapping reagent. Electrochemical oxidation measurements, including the chemical oxygen demand (COD) removal and the current efficiency (CE), were carried out via the degradation of p-nitrophenol (PNP) under the galvanostatic condition. The results indicate that an indirect reaction, which is attributed to free hydroxyl radicals with high activation, conducts on the Ti/BDD electrode, while the absorbed hydroxyl radicals generated at the Ti/PbO₂ surface results in low degradation efficiency. Due to quick mineralization which combusts PNP to CO₂ and H₂O absolutely by the active hydroxyl radical directly, the CE obtained on the Ti/BDD electrode is much higher than that on the Ti/PbO₂ electrode, notwithstanding the number of hydroxyl radicals produced on PbO₂ is higher than that on the BDD surface.     

不同因素对三维电极体系电极电位的影响

反应器采用颗粒状活性炭为填料，中间位置添加隔膜，研究了不同条件下三维电极体系电极电位的分布规律及其影响因素．结果表明，三维电极阴极和阳极区靠近隔膜处的电极电位绝对值明显高于靠近两极处的电极电位，且阴极和阳极区电极电位绝对值都随外加电压的增大而上升．阴极板材料性质决定了阴极板电极电位的高低：阴极板材料还原性能愈强，其极板电极电位负值绝对值愈大；阴极板材料还原性能愈弱，其极板电极电位负值绝对值愈小．不同厚度隔膜处理不会影响极板电极电位高低，也不会影响阳极反应区电极电位大小，但能提高三维电极体系还原区的还原能力．与低浓度的反应溶液相比不仅提高了阴极反应区电极电位，还能影响极板电极电位的高低．     

钛基金属氧化物阳极的制备及其对有机物废水处理的研究

利用DSA(形稳阳极)电极改性来使电化学具备其他支撑功能.使用电化学氧化方法对模拟苯酚废水进行了降解,制备了锰锑掺杂的钛基Sn O2电极,以期能延长电极寿命,提高降解效率.通过SEM(扫描电子显微镜)、XRD(X射线衍射)、循环伏安曲线、强化寿命测试等方法,对自制电极进行表征和分析,并对影响因素进行了系统研究.结果表明,改性后的DSA电极活性和稳定性有大幅提高,析氧电位达2.3 V,加速寿命达42 h,在最佳条件下处理质量浓度为100 mg/L的苯酚废水,去除率在8 h后达到89.26%.     

电极布置对电化学矿化固定废水中低浓度铀的影响研究

将废水中的低浓度铀固定到人造矿物的晶格中限制其迁移转化是解决铀放射性污染的有效策略。采用电化学方法可实现废水中低浓度铀快速、无污染、低能耗地掺杂进磁铁矿晶格中,实现矿化稳定,但电化学矿化系统中的电极布置直接影响着磁铁矿的结晶速率和铀的晶格掺杂效率。本研究通过优化电极布置来提高磁铁矿的结晶速率和铀的去除效率,重点考查了电极布置方式、间距、废水流向及流速对磁铁矿结晶和铀去除效果的影响,并对铀掺杂磁铁矿的理化性质进行了分析。研究结果表明,电极布置方式通过影响电流密度改变磁铁矿的结晶速率,阴阳极交替排列电极布置方式最有利于磁铁矿的结晶,废水正向流可促进离子迁移,提高铀的去除速率,当初始铀质量浓度为10 mg/L时,铀的去除率可达96.1%。     

电化学降解含酚焦化废水的研究

选用Ti／Ir2O3／RuO2为阳极，C-PTFE气体扩散电极为阴极降解模拟含酚焦化废水。利用正交实验，求出最佳操作条件。考察了苯酚浓度、电流密度、电解质浓度、pH值等因素对苯酚去除效率的影响。对电化学降解苯酚进行动力学分析，蛄果证明了其反应为一级动力学反应。     

固态原位电还原TiO_2制取Ti的阳极和电极过程

运用循环伏安法对固态原位电还原TiO2制取Ti的阳极过程进行了研究,并分析了整个电极反应过程.研究发现,固态原位电还原TiO2制取Ti的阳极过程是一步二电子氧化反应,并且可逆,产物不熔,在石墨阳极下生成CO2气体,阳极电极反应:C+2O2--4e=CO2.固态原位电还原TiO2制取Ti的总电极反应为:2TiO2+C=2TiO+CO2,2TiO+C=2Ti+CO2,2CaO+C=2Ca+CO2.阴极生成的Ca可以继续对TiO2进行热还原反应,固态原位电还原TiO2制取Ti是TiO2的直接二步电还原与Ca热还原TiO2共同作用的结果.