卤素离子在Ti/nano TiO2-Pt电极上的电化学行为

采用电化学合成法和电沉积法制备高活性纳米TiO2-Pt修饰电极(Ti/nanoTiO2-Pt电极),用循环伏安法和线性扫描法研究了卤素离子在Ti/nanoTiO2-Pt电极上的电化学行为,以及离子液体([EMI]BF4)中卤素离子的电化学行为,并与Ti/nanoTiO2和石墨电极进行比较.结果表明,Ti/nanoTiO2-Pt电极对卤素离子有显著的电催化活性,Epa=0.94V,ΔEp=0.098V,Ipa/Ipc=1,为准可逆电极过程.     

CNT/nano TiO2-Pt修饰电极对葡萄糖的直接电氧化

多壁碳纳米管/纳米TiO2载Pt(CNT/nanoTiO2-Pt)修饰电极对葡萄糖有较高的催化活性,电极性能稳定,抗中毒能力强,不易发生氧化振荡[1]。本文用电化学循环伏安法研究了在葡萄糖浓度较低的情况下,CNT/nanoTiO2-Pt修饰电极对葡萄糖的催化作用,结果表明:在碱性介质中,CNT/nanoTiO2-Pt修饰电极有较高的灵敏性,当葡萄糖浓度较低(1.25×10-2mol.dm-3)时,有较强的响应电流(电流密度约为22.13mA/cm2),在1.0×10-1mol﹒dm-3￣1.25×10-2mol.dm-3范围内,氧化峰电流密度与浓度之间有良好的线性关系。     

铂微粒修饰纳米二氧化钛电极对甲醇催化氧化的研究

在纳米二氧化钛膜上修饰铂微粒制得钛基纳米TiO2-Pt(Ti／nano-TiO2-Pt)复合催化电极．用循环伏安法和计时电位法研究了甲醇在Ti／nano-TiO2-Pt电极上电催化氧化．结果表明Ti／nano-TiO2-Pt电极对甲醇氧化具有高催化活性和稳定性．这是由于铂在纳米二氧化钛膜上有较好的分散性．铂微粒与纳米二氧化钛的协同作用．使电极不易中毒．     

纳米TiO2-Pt电极氧化Mn2+制备苯甲醛

采用电化学合成法和电沉积法制备高活性钛基纳米TiO2-Pt（Ti／nano-TiO2-Pt）修饰电极，通过循环伏安法研究Ti／nano—TiO2-Pt电极对Mn^2＋氧化为Mn^3＋的电催化性能．结果表明，纳米TiO2—Pt修饰电极对Mn^2＋的电氧化有较高催化活性，非均相（3mol／LH2SO4，2．5mol／L MnSO4）电解氧化效率达90％以上．在无隔膜电解槽中，通过有机氧化甲苯正交实验确定其最佳条件为：温度60℃、硫酸浓度7．0mol／L，苯甲醛产率为86．4％．     

Ce改性Ti基PbO_2电极的制备及电催化氧化4—氯酚的研究

采用电沉积法制备了Ti基PbO2电极(Ti/PbO2)和Ce改性Ti基PbO2电极(Ti/PbO2—Ce).利用扫描电子显微镜(SEM)和循环伏安法对改性前后的电极进行表征,并考察电极的电催化氧化能力.实验结果表明:Ti/PbO2—Ce电极具有比Ti/PbO2电极更小的晶粒尺寸和更高的电催化氧化降解有机物污染物能力.Ti/PbO2—Ce电极电催化氧化降解4—氯酚(4—CP)2 h后,溶液的BOD5/COD值由0.03升高到0.48,有效地提高了4—CP废水的可生化性.     

Pt/纳米TiO2-CNT复合电极的制备及对甲醇的电催化氧化

通过电合成前驱体Ti(OEt)4直接水解法和在恒电位-0.05V (vs. SCE)电沉积法制备Pt/nano TiO2-CNT电极.透射电镜 (TEM) 和X射线衍射 (XRD) 分析结果表明, 锐钛矿型纳米TiO2粒子(粒径5-10nm) 和碳纳米管结合形成网状结构, Pt纳米粒子(粒径8-15 nm)均匀地分散在纳米TiO2/碳纳米管复合膜表面.通过循环伏安和计时电流测试表明, Pt/ nano TiO2-CNT电极具有高活性表面, 同时对甲醇的电化学氧化具有高催化活性和稳定性,Pt载量为0.24mg/cm2时, 常温常压下甲醇的氧化峰电流达到260mA/cm2.     

钛(Ⅳ)-铜铁试剂体系络合吸附催化波机理的研究

本文研究了在0.05 mol/L (NH_4)_2SO_4,0.2mol/L六次甲基四胺(pH6.0)底液中Ti(Ⅳ)-铜铁试剂(cup)体系络合吸附催化波的机理.确定络合物的络合比为Ti(Ⅳ):cup=1:1.由循环伏安法、脉冲极谱、单扫示波极谱和i-t曲线等实验表明:Ti(Ⅳ)与cup形成1:1的络合物吸附在电极表面上,然后解离出的Ti(Ⅳ)在电极上还原,产物Ti(Ⅲ)又被共存的cup氧化,再生Ti(Ⅳ),形成催化循环,产生催化电流.     

纳米TiO2膜阴极电催化合成丁二酸的研究

采用电化学合成前驱体直接水解法制备纳米TiO2膜修饰电极,通过循环伏安法研究了纳米TiO2膜电极的电化学行为,并使用纳米TiO2膜电极作为阴极在三室离子膜电解槽中电解还原顺丁烯二酸 (cis-butenedioic acid)合成丁二酸(butanedioic acid), 探索了影响电合成丁二酸电流效率的主要因素. 结果表明,纳米TiO2膜电极具有异相电催化行为,纳米膜中的TiⅣ/TiⅢ氧化还原电对作为媒质间接电还原顺丁烯二酸为丁二酸, 电合成丁二酸的一次结晶产品纯度高、电解副反应少、收率和电流效率高,控制阴极电位-0.6 V (vs. SCE), 电流密度6 A/dm2,电解液为1.0 mol/L顺丁烯二酸 1.0 mol/L硫酸溶液, 电流效率达到88%以上.     

2,5-二(α-硫甲基吡啶)1,3,4噻二唑的电化学性质及离子识别性能研究

用循环伏安法和计时电量法等电化学方法研究了2,5-二(α-硫甲基吡啶)1,3,4噻二唑(DPTD)在玻碳电极(GCE)上的电化学行为.结果表明:在0.1 mol.L-1四丁基高氯酸铵(TBAP)的N,N-二甲基甲酰胺底液中于1.08 V(vs.SCE)处有一个不可逆的氧化峰,氧化峰电流与扫描速度的平方根(v1/2)呈良好的线性关系,表明DPTD在GCE上的伏安行为是一受扩散控制的不可逆电化学过程.利用电化学方法求出该电极反应过程是单电子转移,传递系数α为0.78,扩散系数为1.20×10-5cm2.s-1.利用循环伏安法还研究了该化合物对过渡金属离子的识别作用,发现该化合物在一定浓度下对Cu2+和Pb2+有较好的选择识别性.     

以MnO2为氧化剂制备3-甲基-2-吡啶甲酰胺

在70℃下用化学方法制备3-甲基-2-吡啶甲酰胺,收率为86.6%,并以IR对其进行了结构表征.在此基础上,以电化学方法在超声波震荡下,在稀碱溶液中,阳极生成几纳米至几十纳米尺寸的MnO2,可将2-氰基-3-甲基吡啶氧化为3-甲基-2-吡啶甲酰胺,自身被还原为MnOOH.MnOOH旋即在阳极上又被氧化生成MnO2,MnO2/MnOOH电对在阳极区中循环发生,电流效率66.1%.     

氧扩散电极与Ti/SnO2-Sb2O4电极协同降解水中苯酚

采用热压法制备多孔氧扩散电极，采用热解法制备Ti／SnO2-Sb2O4电极，并将两电极应用于光电催化降解水中苯酚的研究中。通过BET测试、X射线衍射（XRD）分析及扫描电镜分析（SEM）对电极进行了表征。考察了相同操作条件下吸附、光催化、电催化、光电催化等过程对苯酚降解效果的影响。结果表明：氧扩散电极的比表面积较大，主要晶相为石墨、Mn3O4，电极表面和内部的物料混合及气孔分布比较均匀；Ti／SnO2—Sb2O4电极的主要晶相是SnO2和Sb2O4，钛基表面的二氧化锡是四方相的金红石结构；在降解水中苯酚的过程中，氧扩散电-N-与Ti／SnO2-Sb2O4光阳极能产生良好的光电协同效应。     

铱钽涂层形稳阳极电极电解乙腈模拟废水

乙腈是一种脂肪族的急性剧毒有机污染物,不仅危害大而且来源广泛,众多行业产生的污水中都包含乙腈。为了找到一种适合的DSA阳极来高效率地降解乙腈,对四种不同材料的阳极电极(钌铱钛(Ti/TiO₂-IrO₂-RuO₂)、钌铱钛锡(Ti/TiO₂-IrO₂-RuO₂-SnO₂)、铱钽钛(Ti/TiO₂-Ta₂O₅-IrO₂)和铱钽钛锡(Ti/TiO₂-Ta₂O₅-IrO₂-SnO₂))分别降解乙腈模拟废水的产物进行了研究,通过国标法测定不同时间段降解产物的COD值,比较四种阳极电极对乙腈模拟废水降解效果的优劣,结果显示在降解2.5小时时涂层含有铱钽钛元素的电极对乙腈的降解效果最佳。并以此电极为代表优化降解乙腈模拟废水条件,得到最佳条件为：PH为6.60,浓度为每500ml水中含1.32ml乙腈,电压为4.10伏,在此条件下降解率可达到69.0367%。     

电化学合成重铬酸钾阳极的制备和电催化性能

针对电化学合成重铬酸钾绿色新技术,采用涂层自组装方法制备了钛基铱氧化物中间层钌铱钛氧化物复合电极(Ti/IrO_2/RuO_2-IrO_2-TiO_2).利用扫描电镜、X射线衍射分析了电极的微观结构和表面形貌,并采用循环伏安法研究了电极的电催化性能.结果表明,电极表面RuO_2-IrO_2-TiO_2柱状结晶规则均匀,并有明显空隙.电极在阳极液中析氧过电位较低,并具有稳定的较高的电催化活性.     

氧化锌负载金和铂选择催化氧化燃料电池氢源中微量CO的研究

采用共沉淀法制备了负载型Au/ZnO催化剂，采用催化氧化方法脱除富氢中微量的CO研究结果表明，催化剂中Au的合适含量 (质量分数 )为1.5%，适宜的焙烧温度为300℃，即Au(1.5)/ZnO-300。在Au(1.5) /ZnO-300体系中加入少量的PtO组分有利于提高催化剂的稳定性。进一步研究表明，当Pt含量超过1.0%时，会降低催化剂的催化氧化选择性。因此在实验条件下，催化剂比较理想的组成为1.5%Au，10%Pt，焙烧温度为300℃，即Au(1.5)-Pt(1.0)/ZnO-300。对制备的催化剂采用XRD，BET进行了基本表征，并应用ICP对催化剂的组成进行了分析。     

Mn2+在Ti/SnO2+SbOx/PbO2电极上的电氧化研究

比较了Ｔｉ／ＳｎＯ２＋Ｓｂｘ／ＰｂＯ２电极与Ｔｉ／ＰｂＯ２电极在电解Ｍｎ＾２＋体系中的析氧极化曲线、Ｍｎ＾２＋的氧化极化曲线和电极寿命,发现加入中间层后的Ｔｉ／ＳｉＯ２＋ＳｂＯｘ／ＰｂＯ２电极对Ｍｎ＾２＋的电氧化有更好的催化活性和较长的使用寿命。用正交实验法探讨影响Ｍｎ＾２＋→Ｍｅ＾３＋＋ｅ电极过程的因素,找出以Ｔｉ／ＳｂＯｘ／ＰｂＯ２电极为阳极用无隔膜电解槽电解Ｍｎ＾２＋的最佳工艺条件,在此条件     

铝锆偶联剂的合成、表征及其对纳米TiO2的表面改性

以聚合氯化铝（PAC）、氧氯化锆和己二酸等为原料合成了带有羧基功能基的铝锆偶联剂, FTIR分析证明,己二酸分子中的一个羧基同时与铝和锆原子中心相连,另一羧基则作为偶联剂的功能基得以保留;TG-DTG分析表明,铝锆偶联剂分子中无机部分比重高达71%。利用合成的铝锆偶联剂对纳米TiO2进行表面改性,借助FTIR、TG-DTG、XRD、TEM和粒径分布等测试方法对纳米TiO2的界面性质进行分析。FTIR和TG-DTG分析证明,铝锆偶联剂在纳米TiO2表面形成化学吸附;粒径分布和Brookfield粘度测试说明,改性后纳米TiO2在水中的分散性显著提高。     

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.