尺寸稳定性阳极催化电极降解对硝基苯酚的研究

对硝基苯酚是一种芳香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对硝基苯酚。为了找到一种适合的DSA阳极来高效率地降解对硝基苯酚,对四种不同材料的阳极电极(钌铱钛(Ti/TiO_2-IrO_2-RuO_2)、钌铱钛锡(Ti/TiO_2-IrO_2-RuO_2-SnO_2)、铱钽钛(Ti/TiO_2-Ta_2O_5-IrO_2)和铱钽钛锡(Ti/TiO_2-Ta_2O_5-IrO_2-SnO_2))分别降解对硝基苯酚模拟废水的产物进行了研究。通过紫外分光光度法测定不同时间段的降解产物在最大吸收波长处的吸光度,比较四种阳极电极对对硝基苯酚模拟废水降解效果的优劣,结果显示涂层含有铱钌钛元素的电极对对硝基苯酚的降解效果最佳。由此讨论电极涂层材料在降解过程中所起的作用,提出电极的降解机理。     

铱钽涂层形稳阳极电解含乙腈的模拟废水

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(钌铱钛(Ti/TiO_2-IrO_2-RuO_2)、钌铱钛锡(Ti/TiO_2-IrO_2-RuO_2-SnO_2)、铱钽钛(Ti/TiO_2-Ta_2O_5-IrO_2)和铱钽钛锡(Ti/TiO_2-Ta_2O_5-IrO_2-SnO_2))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,比较四种阳极对乙腈模拟废水降解效果的优劣,结果显示在降解2.5 h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:p H为6.60,浓度为每500 m L水中含1.32 m L乙腈,电压为4.10 V,在此条件下降解率可达到69.0%。     

NaCl-KCl熔体中的氧化物电极(英文)

本文研究了等摩尔NaCl-KCl熔盐体系中各种氧化物电极对Cl)_2析出的电催化活性。用热分解方法制取的石墨基RuO_2和RuO_2+TiO_2电极其电催化作用明显,它们的交换电流密度分别为0.61,0.77A/cm~2,比石墨电极活性大的原因是由于惰性电极具有较大的电极粗糙度,RuO_2电极的双电层电容高达0.38F/cm~2。     

RuO_2/Ru/TiO_2光催化剂制备及模拟太阳光催化产氢

采用浸渍—氢气还原法制备了RuO_2/Ru/TiO_2光催化剂,并采用XRD、SEM、UV-vis漫反射光谱和荧光光谱(FS)等手段对样品进行了表征,以草酸为电子给体,研究了RuO_2的负载量对P_(25)-TiO_2光催化产氢活性的影响.结果表明,P_(25)-TiO_2表面负载RuO_2大大地提高了其光催化产氢速度,模拟太阳光下2wt%负载量下达到最佳产氢活性,6h内的产氢量达到45mmol.     

掺杂元素对锰混合氧化物阳极析氧抑氯性能的影响

对具有析氧抑氯选择电催化性能的海水电解制氢用绿色环保阳极材料进行了研究. 采用阳极电沉积法在Ti/IrO2基体上获得γ-MnO2氧化物涂层钛电极,在镀液中掺杂其他元素进行阳极电沉积,获得了MnV、MnCr、MnMoFe和MnFeV混合氧化物涂层钛电极. 模拟海水电解实验表明,掺杂元素显著提高锰氧化物涂层钛电极析氧抑氯选择电催化性能,MnFeV电极的析氧效率达到100%,可以满足析氧抑氯选择性电催化性的要求. 结构分析结果表明,掺杂后的锰氧化物电极形成了具有掺杂V、Fe的γ-MnO2相结构的混合氧化物Mn(Fe,V)O2,Mn(Fe,V)O2中金属以Mn4+、V5+和Fe3+形式存在,与氧形成了非定比化合物(Mn,Fe,V)Ox. Fe和V等掺杂元素起到细化晶粒和提高晶格畸变能的作用,有效地提高了电极的析氧抑氯电催化性能.     

CTAB辅助制备Ru78O_2-TiO_2涂层钛阳极

将阳离子表面活性剂CTAB引入钛阳极氧化物涂层制备体系,采用热分解方法在TA2基材上制备出RuO230%-TiO270%涂层.通过XRD分析了涂层电极的组织结构,采用极化曲线方法评定电极的电催化性能,用强化测试方法研究了电极的稳定性.结果表明,引入活性剂在细化电极涂层的晶粒度上有显著作用,晶粒的细化有助于提高涂层真实比表面积,从而提高电极的电催化活性.加入适量CTAB能提高电极稳定性,而过量的CTAB则会助长锐钛矿相TiO2生成,使电极的稳定性明显下降.由此可知,要提高电催化活性并提高其耐腐蚀性能,可以通过控制CTAB加入量来实现.     

氯化钠电解过程节能的电催化与反应工程基础2012年度报告

重点在xRuO_2@TiO_2表面上析氯反应的密度泛函(DFT)量化计算、TiO_2纳米管阵列负载含钌涂层阳极催化剂、镍基RuO_2/Ni复合镀层阴极催化剂和Ni-Mo-P纳米合金镀层阴极催化剂等方向开展了纳米结构催化材料设计、合成方法的研究;考察了上述催化剂在氯化钠电解过程中的电催化活性与稳定性;初步建立了RuO_2、TiO_2,以及其相互间不同掺杂比例的氧化物模型,并模拟计算其电子构型,了解掺杂前后各氧化物几何、电子构型演化关系,完善氯化钠电解过程析气电催化剂的几何形貌、表面状态、电子构型、吸/脱附行为以及电催化活性、催化机理等相关理论。     

热处理条件对IrO2-pH电极性能的影响

在700℃炉冷、870℃空冷和炉冷三种热处理条件下,制备了氧化铱pH微电极,并对比了微电极的线性范围及响应时间.结果表明:热处理条件对Ir氧化物膜的均匀性有很大影响,进而影响其开路电位的稳定性及响应速度.700℃炉冷和870℃空冷制得的电极氧化膜表面粗糙,孔隙率不均匀并伴随有裂纹;而870℃炉冷条件下制得的电极具有表面氧化膜均匀、响应时间短以及线性好等优点.铱氧化物的形成机理是Ir丝被空气中的O2氧化,而高温Li2CO3起到一种溶剂的作用.铱氧化物电极的H+响应是由于电极表面水合氧化铱与溶液中H+发生化学反应,反应为Ir4+与Ir3+之间的转变.     

嵌入式RuO2-TiO2-IrO2/Ti氧化物电极的制备

采用纳米级的金红石相TiO2粉末(<35 nm),取代一部分可溶性钛酸四丁酯分散于前躯体溶液中,经热氧化制备出具有金红石纳米TiO2颗粒嵌入结构的RuO2-TiO2-IrO2/Ti混合氧化物电极.同时,采用传统热分解法制备了涂层氧化物名义成分相同RuO2-TiO2-IrO2/Ti常规电极作为对比样.采用XRD和电化学分析方法比较了两电极的组织结构和电催化性能.结果表明:涂层中纳米TiO2种子的嵌入改变了电极涂层的晶体生长取向,电极的电催化活性得到很大的提高.     

制备方法对稀土Gd掺杂SnO2/Sb电催化电极性能的影响

分别采用浸渍法、 溶胶-凝胶法, SnCl₄·5H₂O, Sb ₂O₃ Gd(NO₃)₃为 原料, 制备了稀土Gd掺杂SnO₂/Sb涂层电催化电极. 以苯酚为目标有机物, 考 察了电极的电催化氧化性能, 初步探讨了电极结构与电催化特性之间的关系. 采用SEM, XRD, XPS和EDX等手段对不同方法制备电极的表面形貌、 晶体结构、 电极表面涂层的 元素化学结合态及元素组成进行了表征与分析. 结果表明, 溶胶-凝胶法制备的电极为纳 米涂层电极, 表面裂纹较少, 晶体发育完全, 有利于SnO₂, Gd₂ O₃和 吸附氧的表面聚集, 进而提高了电催化电极的性能.     

1,3-二甲基-5-亚硝基-6-氨基脲嘧啶泡沫镍阴极电催化加氢研究

为了改进1,3-二甲基-5-亚硝基-6-氨基脲嘧啶(ANDMU)的电催化加氢还原工艺,在平行板隔膜电解槽中,以泡沫镍为阴极,钛基二氧化钌为阳极,饱和硫酸钾的硫酸亚汞为参比电极,用恒阴极电位电解方法研究了ANDMU电催化加氢还原过程。讨论了支持电解质浓度、阴极电位、阴极液pH值、温度、反应物ANDMU浓度和阴极液循环流量等工艺参数对还原产物收率及电流效率的影响。在优化条件下还原产物收率99.9%,电流效率79.2%。与铅阳极比较,电压效率增加14%,直流能耗降低12%。     

沸石负载复合氧化物粒子电极的制备及其电催化活性

以经预处理的沸石为基体,采用溶胶-凝胶法制备了以Sn和Ti组成的双组份氧化物为负载层的新型粒子电极。SEM、XRD、EDS的表征显示,Ti和Sn的氧化物薄膜以高度分散的形态沉积于沸石孔道内。电催化活性的测定结果表明,Sn与Ti的物质的量比、溶胶的pH值、膜的热处理温度是影响粒子电极催化活性的主要因素,当n(Sn)∶n(Ti)为0.1,溶胶的pH值为3,膜的热处理温度为450℃时,复合金属氧化物粒子电极的催化活性最高,所构成的电催化反应器对抗生素废水的CODC r去除率达89%以上,电流效率为74.37%,每kg COD能耗为18.24kW.h。     

Electrocatalytic oxidation of ethanol and ethylene glycol on bimetallic Ni and Ti nanoparticle-modified indium tin oxide electrode in alkaline solution

Bimetallic Ni and Ti nanoparticle-modified indium tin oxide electrode(Ni–TiNPs/ITO) were prepared by a twostep ion implantation method, and their electrocatalytic activity toward the oxidation of ethanol and glycol was evaluated. The ion-implantation method is simple, low-cost and environmental friendly without the use of any binder. The Ni–TiNPs/ITO electrode were characterized by scanning electron microscopy(SEM), atomic force microscopy(AFM) and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS). SEM and AFM showed that the nanoparticles on the Ni–TiNPs/ITO electrode had a small range of dispersion(10–20 nm) and high dispersion. Electrochemical performances were measured by cyclic voltammetry(CV) and chronoamperometrics. The Ni–TiNPs/ITO electrode exhibited much higher electrocatalytic activity and stability for ethanol and ethylene glycol oxidation than NiNPs/ITO.     

4-甲基吡啶在Ti/nanoTiO2-Pt电极上的电催化氧化

采用溶胶-凝胶和扫描电沉积法制备Ti基纳米TiO2-Pt(Ti/nanoTiO2-Pt)膜电极,Pt纳米粒子的平均粒径约为25nm.在离子液体+DMF(体积比为1:1)的混合溶剂中,通过循环伏安和计时电流法研究表明, Ti/nanoTiO2-Pt修饰电极对4-甲基吡啶(4-MP)的氧化具有高催化活性,同时讨论了4-甲基吡啶电催化氧化的机理.     

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     

氯化物水溶液电积锌的电极过程动力学

本文采用线性电位扫描方法测定氯化物水溶液电积锌的极化曲线,探讨了电极过程的动力学规律。氯化物水溶液电积锌时,阴极发生析锌反应的同时也发生析氢反应。阴极析锌反应过程的动力学规律表现为扩散传质步骤所控制,阴极析氢反应和阳极析氯反应过程表现为电化学反应步骤控制的不可逆电极过程动力学规律。采用Ti/Sn-Sb-Ru-Ti/MnO_2和Ti/Sn-Sb/RuO_2 TiO_2两种DSA,电极催化活性好、阳极节能效果显著。     

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.     

甲醛在聚苯胺载铂电极上的电催化氧化

通过电化学方法制备以金属钛为基体的聚苯胺载铂电极(Pt/PAn/Ti),并通过扫描电镜和循环伏安法对该电极进行表征.通过研究甲醛在该电极上的电催化氧化行为,考察该电极对甲醛的电催化氧化活性.结果表明:Pt/PAn/Ti电极对甲醛的电催化氧化作用与铂的沉积量有关;PAn的存在使得铂微粒分散程度更好,有效面积更大,与相同铂沉积量的Pt/Ti电极相比,甲醛在其上的正向扫描峰电流密度增加2.3倍,氧化峰电位负移40mV,反向扫描氧化峰电流密度增加5倍,氧化峰电位负移30mV;甲醛在Pt/PAn/Ti电极上正向扫描出现的氧化峰由液相传质过程控制,负向扫描的氧化峰由吸附行为控制.     

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．     

电合成L-半胱氨酸高活性电极的研制

采用化学修饰和电沉积方法在Ｔｉ表面镀覆一层结合牢固的Ｓｎ层，从而制成钛基锡电极，该电极和Ｐｂ电极比较，对Ｌ－半胱民合成反应，具有更高的电催化活性，电流效率大于９９．０％，电解收率为９８．０％以上，明显优于Ｐｂ电极电解。