Ti/PbO2阳极在氯化钠溶液中电解生成活性氯的研究

对Ti/PbO₂阳极在氯化钠稀溶液和浓溶液中电氧化生成活性氯进行了研究. 实验表明, 氯离子浓度、 温度、 电流密度、 pH值、 电极材料、 隔膜等因素对活性氯的电解生成有很大影响, 且在氯化钠浓溶液和稀溶液条件下差别很大. 实验中发现, 溶液中活性氯的生成采用Ti/Ru-Ti-Sn氧化物涂层阳极优于Ti/PbO₂阳极.     

Direct electrochemical reduction of solid vanadium oxide to metal vanadium at low temperature in molten CaCl2-NaCl

V₂O₅ sintered pellets and graphite rods were employed as the cathode and the anode, respectively; a molten CaCl₂-NaCl salt was used as the electrolyte. Then, V₂O₅ was directly reduced to metal vanadium by the Fray-Farthing-Chen (FFC) method at 873 K to realize low-temperature electrolysis. Two typical experimental conditions, electrolysis time and voltage, were taken into account to investigate the current efficiency and remaining oxygen content in electrolyzed products. The composition and microstructure of the products were characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). SEM observations show that a higher voltage (1.8?C3.4 V) and a longer electrolysis time (2?C5 h) can improve the product quality separately, that is, a lower remaining oxygen content and a more uniform microstructure. The products with an oxygen content of 0.205wt% are successfully obtained below 3.4 V for 10 h. However, the current efficiency is low, and further work is required.     

大型铁酸镍基金属陶瓷惰性电极电解腐蚀研究

采用热压法制备了D150mm×20mm的铁酸镍基金属陶瓷惰性阳极,进行100A规模电解试验·在900℃下,通以100A电流,进行了24h的电解实验,在整个过程中槽电压比较稳定,表现出良好的导电性能·对电解后阳极试样进行电子显微分析,发现电解质对阳极的腐蚀主要有两个过程:首先是AlxOyF(2y+z-3x)-z离子在阳极放电,生成的氧与阳极中的金属发生氧化反应,产生的金属氧化物溶解在电解质熔盐中;其次阳极反应生成的AlF3沉积在阳极中的空隙中·研究认为阳极腐蚀层的热膨胀系数与阳极基体不同,而引起在阳极冷却过程中表面起层、剥离的现象·初步折算的阳极腐蚀速率为18mm/a·     

二维NiFe-LDH/Mo(OS)x纳米片协同促进电催化析氧反应

过渡族金属基二维纳米材料作为电催化析氧反应（oxygen evolution reaction, OER）催化剂具有巨大的潜力。通过原位电沉积法,在泡沫镍基底表面制备了二维层状镍铁双氢氧化物（NiFe-LDH）和氧硫化钼Mo(OS)_x纳米片异质结构。NiFe LDH/Mo(OS)_x电极在1 M KOH溶液中表现出优异的OER性能和长效稳定性,在10 mA/cm²电流密度下过电势仅为220 mV。在100、500 mA/cm²的高电流密度下,也能达到253、304 mV的低过电势。研究结果表明,NiFe-LDH/Mo(OS)_x电极优异的OER性能归因于Mo(OS)_x和NiFe LDH的协同作用,极大地促进了Fe²⁺向Fe³⁺活性物质的转化,并促进了氧空位的形成。这种协同制备方法为合理构建和设计异质结构电催化剂,实现高效的水分解提供了帮助。     

电解致酸脱保护DNA在片合成研究

提出了以电解致酸脱保护法为特征的是阻DNA在片合成新方法，在2．0V电解电位下电解水，释放氢离子并富集于阳极极板队近，导致局部酸度增强，使核酸单体分子发生脱保护反应，测定了该合成方法的合成产率与电解时间，支持电解质浓度，水浓度等条件的关系，结果表明，电解时间越长，脱保护效率越高，两者基本呈线性关系；支持电解质浓度与水浓度等条件对脱保护效率基本无影响。     

低温电解条件下铝电解用NiFe_2O_4-10NiO基金属陶瓷阳极Fe元素腐蚀行为研究

采用粉末冶金技术制备出铝电解用NiFe2O4-10NiO陶瓷基体和30(40Cu-Ni)/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷阳极,并在低温电解条件下,对NiFe2O4陶瓷相中Fe元素的腐蚀行为进行研究。结果表明,在烧结过程中,NiFe2O4尖晶石陶瓷基体会在氮气中发生离解,在动态化学腐蚀试验和电解试验中,陶瓷相中的Fe元素更容易进入电解质;电解24h后,铝液中Fe、Ni、Cu的含量分别为0.45%、0.13%和0.03%。     

Photoelectrochemical synergetic degradation of Acid Orange II with TiO2 modified β-PbO2 electrode

Electrochemically assisted photocatalysis is an effective approach to improve photocatalytic efficiency. In this paper, modified β-PbO2 electrode was prepared by TiO2 co-deposition and characterized by SEM and XRD. Then 2.0g TiO2 modified β-PbO2 electrode (2.0 g TiO2 involved in the 200 mL co-deposition solution) was used in electrochemically assisted photocatalytic degradation of Acid Orange II and the influence of initial pH values was investigated when the potential applied across the electrodes was 1.5 V. When the potential applied was 2.5 V, the difference of the degradation process and the final products were studied. The results indicated that 2.0 g TiO2 modified β-PbO2 electrode was different from the unmodified one in that the β-PbO2 crystals became finer and the electrode became more compact and more uniform. The synergetic effect in electrochemically assisted photocatalytic degradation of Acid Orange Ⅱ was observed and degradation efficiency and TOC removal were the highest at initial solution pH 2.0. By UV-visible spectral analysis, it was proved that photoelectrochemical synergetic degradation of Acid Orange Ⅱ went through the step of producing main product maleic acid for the solution at the initial pH 2.0 within 2 h, but the degradation was slow for the solution at the initial pH 12.0.     

ZnGa2Se4:V3+ 光谱的理论研究

应用区分t₂和e轨道共价性的差异(包含静电部分和晶场部分)并考虑了低对称场的能量矩阵, 在考虑和忽略静电参量B₀₀的条件下, 分别研究了t₂和e轨道共价性的差异对三元半导体ZnGa₂Se₄:V ³⁺能级以及低对称分裂的影响; 计算了ZnGa₂Se₄:V ³⁺晶体的能级的低对称分裂, 并与实验值进行比较. 计算结果与实验值符合很好. 研究发现: 在对ZnGa₂Se₄:V ³⁺晶体的光学性质进行理论研究时, 在能量矩阵的静电和晶场部分同时考虑t₂和e轨道共价性的差异是非常有必要的; 晶场参量B₀₀对ZnGa₂Se₂4:V ³⁺的能级有重要影响, 因此不能忽略.     

离子功能水制备及杀菌功能研究

离子水电解工艺条件的研究表明：离子水电解时受电解时间、电压及NaCl溶液浓度等因素的影响.酸性离子水的杀菌实验证明：酸性离子水杀菌过程中有效氯是最重要因素,对杀菌效果影响最大.此外,pH值对杀菌也有一定的效果.     

基于电解法的模拟船舶柴油机废气脱硝实验研究

采用离子膜电解槽电解NaCl溶液,研究制备阳极酸性氧化溶液及其对模拟烟气中NO的脱除效果。分别研究了电流密度、电解时间、Na Cl浓度等因素对阳极酸性氧化溶液理化性能(TOS浓度、pH)的影响。结果表明:随着电流密度、电解时间、NaCl浓度的增加,阳极酸性氧化溶液中TOS浓度近乎呈线性增加。但随着电解时间增加,pH却迅速降低,并趋于稳定(1.5~2)。随着阳极酸性氧化溶液中TOS浓度的增加,NO脱除率明显提高;当TOS浓度为700 mg·L~(-1)时,NO脱除率达到50.4%。随着阳极氧化溶液初始pH的降低,NO脱除率明显增加,当pH为6时,NO脱除率为38%。     

原位合成CNTs/Cu-Al2O3复合材料的性能研究

对Al的质量分数分别为0.20%,0.35%,0.60%的Cu-Al合金粉末进行内氧化,得到Cu-Al₂O₃粉末。采用化学气相沉积法在Cu-Al₂O₃粉末表面原位生长碳纳米管(carbon nano tubes, CNTs),采用放电等离子烧结工艺成功制备了CNTs/Cu-Al₂O₃复合材料。采用扫描电子显微镜和透射电子显微镜观察了CNTs/Cu-Al₂O₃复合粉末、复合材料断口的形貌。采用显微硬度计、微拉伸试验机、摩擦磨损试验机分别对纯Cu及复合材料的维氏硬度、抗拉强度、摩擦因数进行测试。采用电化学工作站测试复合材料在3.5%NaCl (质量分数)水溶液中的耐腐蚀性能。结果表明,随着Al的质量分数的增加,粉末表面合成的CNTs的数量也增多。Al的质量分数为0.35%时,CNTs/Cu-Al₂O₃复合材料的综合性能最佳,与纯Cu相比,复合材料的抗拉强度和腐蚀电势分别提高了86.4%和43.2%,分别为315 MPa和-0.268 V,摩擦因数降低了53.3%,仅为0.28。     

合金元素对铝阳极电化学性能的影响

通过正交试验法研究Mg,Sn和Hg元素对铝合金阳极电化学性能的影响,采用恒电流扫描法、动电位极化法和排水析氢法检测Al-Mg-Sn-Hg阳极的电化学性能和腐蚀性能,采用环境扫描电镜结合能谱分析研究A1-Mg-Sn-Hg阳极的表面形貌和显微组织.结果表明:Sn和Hg的加入使得一部分Mg与2种元素形成第二相,成为80℃、大电流密度下铝阳极活化的主要因素,并能很好地抑制析氢;另一部分Mg固溶在Al中,成为铝阳极保持活化状态的重要原因;得到了综合性能优良的Al-Mg-Sn-Hg铝合金阳极材料,它在电流密度为650 mA/cm2、80℃、4.5％的NaOH溶液中稳定电位为-1.707 V,析氢速率为0.38 mL/(cm2.min).     

Li~+/TiO_2/ITO工作电极的制备及其异相反应动力学特性

采用溶胶-凝胶法在ITO导电玻璃基片表面制备一层TiO2薄膜,将其作为工作电极,与作为参比电极的饱和甘汞电极、作为辅助电极的铂黑电极、作为电解质溶液的碳酸丙烯酯+高氯酸锂一起构成三电极测试体系.采用原子力显微镜和X射线衍射仪对薄膜进行了表征,测试了在电极电势分别在±0.5 V,±1.0 V和±2.0 V时的循环伏安曲线.结果表明,扫描电位在±2 V时,循环伏安曲线出现明显的Li+注入峰和抽出峰,Li+在电解质溶液和TiO2层中的扩散速度是电极过程动力学的决速步骤;而扫描电位在±1 V和±0.5 V时,循环伏安曲线没出现Li+注入峰和抽出峰,工作电极电位是电极过程动力学的决速步骤;研究工作电极的...     

用钛钌阳极从氯化锰溶液电解二氧化锰的研究

为了研究在氯盐溶液中用钛钌阳极电解二氧化锰的新技术,运用恒流水溶液电解方法考察了电解温度、电流密度和电解液组成对二氧化锰电流效率、槽电压及产品质量的影响.试验结果表明,在电解温度75℃、电流密度100 A/m2、锰离子质量浓度50 g/L、盐酸质量浓度10 g/L的条件下,二氧化锰的电流效率达96%,槽电压为2.0 V,产品中二氧化锰的含量为92.32%,电解二氧化锰晶型为γ型.通过在氯盐溶液中用钛钌阳极电解二氧化锰,不仅产品质量能达到电池用电解二氧化锰标准,而且电解温度低(75℃),优于硫酸盐溶液体系(95℃).     

Transition-metal-doped Fe2O3 nanoparticles for oxygen evolution reaction

Hematite(α-Fe_2O_3)has been extensively studied as a promising photocatalyst,with the capacity to split water under visible light.To tune its electronic structure and improve the performance for oxygen evolution reaction(OER),high-quality single crystals ofα-Fe_2O_3nanoparticles were synthesized and doped by various transition metals(M=V,Cr,Mn,Zn,Co,Ni,Cu,Nb,Mo,Ti)by a molten-salt flux method.Optical,electronic and catalytic properties of transition-metal-dopedα-Fe_2O_3(TM-dopedα-Fe_2O_3)have been systematically investigated.Cobalt has been identified as the best dopant forα-Fe_2O_3,reducing the OER overpotential by 0.16 V with respect to the undoped.     

纳米SnO2的制备及电化学性质

以无机盐为前体,采用溶胶-凝胶法制备了纳米SnO₂粉体.用TG-DTA,XRD,SEM等对SnO₂粉末进行了表征.结果表明,采用该法经500 ℃热处理得到的SnO₂超细粉具有良好的四方结构,粒径分布均匀,平均粒径在92 nm左右.将该法制得的SnO2超细粉作为锂离子电池负极材料,可逆容量高达687　mAh·g^-1,而且嵌脱锂电压低(0.2～0.5 V),是一种很有潜力的锂离子电池负极材料.     

Synthesis and electrochemical characteristics of xLi2MnO3·(1−x)Li-(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2 compounds

xLi₂MnO₃·(1−x)Li(Ni_1/3Co_1/3Mn_1/3)O₂ (x=0.25, 0.40, 0.55) compounds were prepared by low-heating solid state reaction. In the voltage range of 2.70-4.35 V, the discharge capacity of the electrode decreased with the increase of x, with a better cyclability. However, when cycled between 2.7 and 4.6 V, the cathodes delivered much larger capacities and their capacities increased with the introduction of Li₂MnO₃. Moreover, it was found that the discharge capacity gradually increased with the cycle number. The reason for this phenomenon was discussed. It was found that the relatively low cut-off potential made the activation of the Li₂MnO₃ component in the compound a gradual process, which caused the increasing capacity.     

CoCu析氧纳米合金制备及性能调控机理

采用电化学沉积法制备了一种多边形结构的Co Cu二元合金纳米颗粒,研究了其析氧性能及调控机理.SEM和XRD表征结果表明,该材料在电沉积过程中合金化程度较高且Co和Cu之间的合金化作用明显.组分调控结果表明,Co含量与析氧活性的作用呈非线性规律,70%的Co含量为最佳配比.在0.1 mol/L KOH溶液中,Co₇Cu₃二元合金纳米催化剂具有极高的析氧活性,其析氧过电位为379.5 mV,Tafel斜率为278 mV/dec,活性电流密度高达55.6 A/g.同时,在0.8 V_SCE的恒定电位下,该催化剂稳定持续工作40000 s后,其活性衰减率为10%,表明该催化剂具有较好的电化学稳定性.     

酸性氧化电位水的有效氯与制备参数之间的关系

 为精确控制EOW的出水水质,以商用的CTRO-60A型电解槽进行动态制水,考察电解质浓度c(NaCl)、电压U和电解时间t对出水关键指标ACC的影响。结果表明,在c(NaCl)＝5.0～9.0 g·L^-1、U＝3.0～8.0 V及t＝2.0～6.0 s,出水ACC与c(NaCl)和t线性相关,与U指数相关。并依此建立模型,为：ACC= 2.753e^0.1888U c(NaCl)t- 36.82te^-0.2152U -37.23 c(NaCl)e^-0.5124U+87.24e^-0.05856U (R²=0.994 5, α<0.001)。该模型对ACC的预测值与实测值的平均相对误差仅为2.45%。可用于EOW的自控系统,能精确控制出水水质。同时由于没有这类模型的相关报道,因此该模型可以为同类模型的建立提供参考。     

过氧化氢的氨基酸包合物的制备与稳定性研究

目的制备H2O2的氨基酸包合物固体,应用于水产养殖中的营养剂和增氧剂。方法采用共沉淀法,H2O2在NaCl存在下可以与Na2SO4形成稳定的加合物,利用该性质,用H2O2来包合氨基酸,进而形成H2O2和氨基酸的包合物。结果通过实验确定的最佳优选工艺为:30%H2O2溶液与Na2SO4的投料比(V/m)为50mL∶64g,加复合氨基酸20mL,制备温度为15℃;加入8g NaCl和0.16g复合稳定剂;100℃干燥30min;制得包含物中含有H2O210%,氨基酸含量为0.45%。结论上述方法制得的H2O2-氨基酸包含物适宜于作为水产养殖使用的营养剂和增氧剂,而且具有便于储藏,使用方便之特点。