电化学法处理蚀刻液中高氨氮废水研究

蚀刻液处理过程中所产生的废水残留有高浓度氨氮,其环境污染风险大且难治理.电化学氧化法因其快速、高效的处理效率受到学术界的广泛重视.文章系统地探讨了电化学氧化法去除蚀刻液处理过程中高含氮废水的机理和影响因素.结果表明：针对初始质量浓度为2 000 mg·L^-1的模拟氨氮废水,电化学氧化法去除其中氨氮的最佳条件为质量浓度ρC l-=6 000 mg·L^-1、初始pH=9、电流密度60 mA·cm^-2,电解3 h后,氨氮去除率达到86.87%;针对实际废水,氨氮去除率可达75.42%.此外,向电化学体系中引入沸石材料后,模拟废水和实际废水中氨氮去除率可分别提高到92.79%和83.17%.     

含镍废水的隔膜电解法回收工艺研究

以含有一定浓度硼酸的含镍电镀废水作为阴极液,2％的NaOH水溶液为阳极液,阴离子交换膜为隔膜材料组成隔膜电解装置,对含镍电镀废水进行了回收工艺研究。考察了电解时间、电流密度、pH值、温度及硼酸浓度对镍回收率的影响。结果表明,延长反应时间、提高电解温度、增加硼酸浓度有利于提高回收率。在电流密度为300 A／m2,pH=4,温度为35℃,硼酸浓度为25 g／L的最佳工艺条件下电解6 h,镍的回收率高达96.64％,所得镍为松枝状结构电解镍,纯度为94.69％。     

糖精对电沉积镍的结构与电化学活性的影响

从含糖精（＞０．０６ｇ／Ｌ）的Ｗａｔｔｓ液中得到的含硫镍的电化学活性高，不易钝化，而从不含糖精的Ｗａｔｔｓ液中得到的无硫镍却易钝化。Ｘ射线衍射结果表明，含硫镍晶粒较细，且其晶格参数及织构与无硫镍不完全一致，糖精浓度小于０．０６ｇ／Ｌ时得到的沉积层表现出两个不同电位区的阳极溶出峰，说明了镀层包含着不同活性的区域，此种沉积层的晶格参数，织构及晶粒尺寸受糖精浓度的影响较大。     

紫球藻培养动力学模型的构建

以紫球藻FJ-12为实验对象，在敞开式柱型鼓泡光生物反应器中研究尿素质量浓度对其生长和生物活性物质合成的影响.结果表明，白光条件下，200 mg·L^-1尿素质量浓度培养的紫球藻生物量达到最大(3.10 g·L^-1),胞外多糖质量浓度最高(542.55 mg·L^-1).此外，200 mg·L^-1尿素条件下，紫球藻合成藻红蛋白的能力较强.多不饱和脂肪酸含量与初始尿素质量浓度呈正相关，亚油酸含量则呈负相关.动力学模型结果显示，尿素被用于紫球藻生长、藻红蛋白和胞外多糖的部分合成及细胞其他活动消耗.综上，最适合紫球藻生长和活性物质合成的尿素质量浓度为200 mg·L^-1,该条件下的动力学模型为规模化养殖紫球藻和合成相关活性物质提供了指导.     

一步水热法制备MoS2/Ni3S2@NF析氧催化剂

采用一步水热法成功制备了MoS₂/Ni₃S₂@NF异质结催化剂.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对所制备电极的物相和微观形貌进行表征,表面粗糙的核壳MoS₂/Ni₃S₂异质结均匀紧密地分布在镍网(NF)表面.在1 mol·L^-1的KOH电解液中,运用线性扫描伏安测试(LSV)、电化学交流阻抗(EIS)、计时电位和计时电流等方法对电极的电催化析氧(OER)性能进行了测试.结果表明,驱动10 mA·cm^-2电流密度,仅需134 mV过电势;其Tafel斜率为55.2 mV·dec^-1;经过15 h计时电位测试,电流密度保持率高达93.5%.在300、400、500 mA·cm^-2电流密度连续测试45 h的结果耐久性表明,MoS₂/Ni₃S₂@NF具有较好的大电流密度工作耐久性.     

NiCo2O4@PANI复合材料的制备及其电化学性能研究

通过水热处理及电化学沉积,在集流体泡沫镍上原位生长出NiCo₂O₄@PANI复合材料.通过扫描电镜观察到泡沫镍上均匀分布着表面粗糙的纳米棒阵列,这种结构有利于电极材料与电解液的充分接触与反应;PANI(聚苯胺)的包覆增加了NiCo₂O₄的导电性,降低了载流子传输的活化能,因而表现出优异的电化学性能.在1 mA·cm^-2的电流密度下,复合材料的比电容为2 307.15 F·g^-1.当电流密度提升到20 mA·cm^-2后,比电容的保留率为78.13%.在10 mA·cm^-2电流密度下,循环2 000次后,比电容保留率为85.46%.测试结果证明该复合材料作为电极材料,在超级电容器的应用中有着巨大的潜力.     

纳米金/硫堇/科琴黑修饰玻碳电极同时检测抗坏血酸和尿酸

笔者制备了纳米金（AuNPs）/硫堇（Thi）/科琴黑（KB）修饰玻碳电极,研究了抗坏血酸（AA）和尿酸（UA）在该修饰电极上的电化学行为,并用于AA和UA的定量分析检测.结果表明,该修饰电极可以有效地催化AA和UA电化学氧化,两者氧化峰电位差达300 mV.在优化的实验条件下,AA氧化峰电流与浓度在5×10^-3～1×10^-5 mol·L^-1范围内呈线性关系,相关系数r=0.995,检出限为1.30×10^-6 mol·L^-1;UA氧化峰电流与浓度在1×10^-3～2×10^-6 mol·L^-1范围内呈线性关系,相关系数r=0.993,检出限为6.32×10^-7 mol·L^-1.该传感器具有线性范围宽、灵敏度高、抗干扰性强和同时检测等优点.     

δ-MnO2/Ti2CTx复合材料的制备与电化学性能研究

以Ti₂AlC为前驱体、LiF-HCl的水溶液为刻蚀液、KMnO₄为氧化剂和锰源,采用溶液-沉积法制备了δ-MnO₂/Ti₂CT_x复合电极材料.分别采用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、拉曼光谱等方法对试样进行了表征; 以镍网为对电极、银/氯化银为参比电极、2 mol·L^-1 KOH溶液为电解质溶液,在3电极体系中采用循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等电化学方法研究了复合材料的电化学性质.结果表明:当δ-MnO₂/Ti₂CT_x复合电极材料在电流密度为1 A·g^-1时,复合材料的比电容高达227 F·g^-1.δ-MnO₂/Ti₂CT_x是一种性能良好的电化学电极材料,具有潜在的应用前景.     

MOF基多孔炭的制备及其在超级电容器中的应用

金属有机框架材料(MOFs)由于其具有较高的比表面积,可调节的孔隙结构,以及结构、功能多样性,使其作为前驱体在电化学等方面具有广阔的应用前景.采用水热法合成了金属有机框架材料[Zn₃(bpdc)₃(bpy)]·2DMF·4H₂O](ZBB),并以此为前驱体,通过炭化-活化法制备了多孔炭ZBBC-T-A,研究了不同炭化温度,不同的炭碱比对多孔炭微观结构及电化学性能的影响.结果表明:多孔炭ZBBC-800-1∶3是以微、介孔为主,且最大比表面积达2 294.6 m² ·g^-1;以6 mol·L^-1 KOH为电解液,在电流密度为1 A·g^-1时,其比电容为304.8 F·g^-1;电流密度从1 A·g^-1增加到10 A·g^-1时,电容损失率为21.26%;在1 A·g^-1的电流密度下,经过5 000次循环后,电容保持率为95.85%.其能量密度为8.06 Wh·kg^-1.     

冰镍的电化学行为 第一部分:硫酸盐体系中硫化镍阳极电化学溶解动力学

本文采用旋转圆盘电极并结合线性扫描、恒电位单阶跃、恒电流电解、循环伏安等电化学测试方法综合考察了Ni_3S_2在硫酸盐溶液中的阳极电化学溶解动力学规律,查明了其活性溶解反应的控制步骤;并利用Au-Hg齐环电极检测到中间硫氧离子的还原电流,提出了Ni_3S_2阳极分段溶解逐步氧化的反应机理。求取了反应速度常数、固相扩散系数、反应活化能等动力学参数。本文是冰镍电化学行为研究工作之一。     

Ni-S合金析氢阴极的制备研究

以硫脲作为硫源,在改进的瓦特镀液体系中用电沉积方法获得N i-S合金镀层,系统地研究了硫脲浓度、电流密度、电沉积时间、镀液温度、pH值、有机添加剂等实验条件对N i-S合金电极析氢活性的影响.用重量分析法测定电沉积层中硫的含量,X-射线衍射技术表征镀层的晶形结构,稳态恒流极化法研究N i-S合金层的电催化活性.实验结果表明,电沉积得到的析氢活性较好的镍硫合金为非晶态结构和弱晶结构,硫含量为11.59%(重量比)时,N i-S合金电极具有优良的电催化性能,且在长期电解条件下电极仍有良好的析氢活性.     

黄原酸化改性凹凸棒土对Pb2+的去除性能

以NaOH和CS₂为黄原酸化剂,MgSO₄为稳定剂,黄原酸化改性凹凸棒原土(N-XAP)制得了黄原酸化凹凸棒土(X-ATP).X-ATP对Pb²⁺具有良好的吸附性能,采用单因素试验得到在其处理含Pb²⁺模拟废水时的最佳条件为温度20～25 ℃、起始质量浓度400 mg·L^-1、吸附剂质量浓度2.0 g·L^-1、pH值5.0～6.0、振荡吸附时间30 min.最高去除率可达99.82%,Pb²⁺残余质量浓度为0.720 0 mg·L^-1,低于国家1级排放标准.对X-ATP及其原料进行了SEM、XRD和粒度分析等结构表征,进一步佐证了其对Pb²⁺的良好吸附性能.     

酸性条件下煤电化学脱硫实验研究

为了降低煤的脱硫成本,提高脱硫效率,以某矿高硫煤为实验样品,考察煤浆质量浓度、电解质浓度、电解时间、电流密度等因素对煤电化学脱硫效率的影响。通过单因素实验和正交实验,确定了煤在以HCl为电解质条件下电化学脱硫最佳条件。为了优化电化学脱硫工艺,探索使用有机添加剂,以最大限度提高脱硫率。结果表明:电化学脱硫最佳条件为电流密度0.044 A/cm~2,煤浆质量浓度0.02 kg/L,电解时间4 h,电解质浓度0.75 mol/L,在最佳脱硫条件下煤的全硫脱除率达到76.20%,灰分降低20.00%。     

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.     

过硫酸盐协同电化学体系去除渗滤液中富里酸

中国多数焚烧厂采用“MBR+反渗透”工艺处理渗滤液,该工艺的反渗透膜进水富里酸含量偏高,是导致反渗透膜结垢污染的原因之一。为降低反渗透膜进水中富里酸含量,研究以过硫酸盐协同电化学体系处理自配富里酸废水,讨论体系中去除富里酸的主要活性物质,并考察了初始pH值、过硫酸盐投加量、电流密度、极板间距、NaCl质量浓度对富里酸去除率的影响。在此基础上,考察协同体系处理实际焚烧厂渗滤液MBR出水的效果。结果表明：过硫酸盐协同电化学体系对富里酸的去除能力主要由SO₄^-·、·OH和Cl^-生成的HClO提供,其中HClO有着较大的贡献,其次是·OH,SO₄^-·贡献最小。初始pH及极板间距对富里酸去除率的影响不大;富里酸去除率随初始过硫酸盐浓度的增大先升高后降低;随电流密度增加先增加后不变;随Cl^-质量浓度增大而略微降低。其中,过硫酸盐投加量、电流密度是主要的影响因素。采用过硫酸盐协同电化学体系处理实际焚烧厂渗滤液MBR出水,在电流密度30 mA/cm²...     

宽垄沟灌肥液入渗水氮运移特性分析及数值模拟

为研究宽垄沟灌肥液(硝酸铵)入渗过程中水氮运移特性，利用HYDRUS-2D模型对不同肥液浓度条件下土壤水力特性参数和溶质运移参数进行数值反演，模拟不同含水率、肥液浓度条件下的水氮运移.结果表明：运用数值反演方法得出的参数具有较高的准确性，可以使用HYDRUS-2D模型模拟沟灌水氮运移；硝态氮易随水分运动、铵态氮更易被土壤吸附；累积入渗量、湿润锋运移距离在肥液浓度为600mg·L^-1时相较于300mg·L^-1时分别增加了7.51%和3.98%,在肥液浓度为900mg·L^-1时相较于300mg·L^-1时分别增加了14.36%和9.6%;硝态氮、铵态氮质量分数在肥液浓度为600mg·L^-1时相较于300mg·L^-1时分别增加了101.6%和84.62%,在肥液浓度为900mg·L^-1时相较于300mg·L^-1时分别增加了224.7%和176.71%;土壤中硝态氮、铵态氮经过5d再分布后，浅层土壤中的硝态氮、铵态氮质量分...     

不同碳源对内生真菌Shiraia sp. Slf14产苝醌类色素的影响

苝醌类化合物是一类具有抗癌、抗病毒活性的光敏性色素.该文比较了不同碳源对蛇足石杉内生真菌Shiraia sp. Slf14液态发酵产苝醌类化合物的影响,结果表明:可溶性淀粉有利于Shiraia sp. Slf14菌体的生长,而果糖则有利于苝醌类化合物的生物合成.当果糖浓度为60 g·L^-1时,菌体苝醌类化合物总产量可达1 566.64 mg·L^-1,同时果糖能提升竹红菌甲素组分的含量.菊粉作为一种来源于菊芋的果糖基生物质,同样有利于苝醌类色素的生物合成,当其浓度为40 g·L^-1时,色素总产量可达1 322.85 mg·L^-1,且其有利于痂囊腔菌素A组分积累.     

镍电解阳极液深度净化除铅

为了处理含高铅的镍物料,进行了电解阳极液中深度除铅的实验研究.分析了电解镍含铅量与电解液中Pb2+质量浓度的关系、共沉淀净化除铅的机理及电解液中的Cl-、Fe3+对除铅结果的影响.通过实验研究,确定了采用共沉淀法深度除铅的最优技术参数:氯化钡加入系数为150、除铅温度为55℃、搅拌除铅时间为60 min、喷淋加入氯化钡溶液的时间为21 min、絮凝剂的质量浓度为2.5 g.L-1.实验结果表明:采用氯化钡共沉淀法净化除铅,除铅后电解液中[Pb2+]≤0.0003 g.L-1,渣含镍质量分数小于4%,满足电解镍生产对电解液成分的要求.通过除铅扩大试验,证明了小型试验所确定的技术参数的可靠性,该工艺成功地应用于工业生产实践.     

碳纳米管负载镍修饰电极对碱液中葡萄糖的电催化氧化

采用湿化学法在碳纳米管(CNTs)上负载镍纳米粒子(CNTs-Ni),并制备CNTs-Ni修饰玻碳电极(CNTs-Ni/GCE).透射电镜(TEM)和X-射线粉末衍射(XRD)测试表明:平均粒径为17 nm的面心立方镍纳米粒子分散在碳纳米管表面.循环伏安法测试表明:CNTs-Ni/GCE在碱性介质中的电化学行为具有良好的可逆性且对葡萄糖的电催化氧化具有良好的电催化活性;当葡萄糖浓度在0-0.04 mol/L,氧化峰电流密度与葡萄糖浓度呈良好的直线关系;浓度为0.05mol/L时氧化峰电流密度最大为20.2 mA/cm2,浓度大于0.05 mol/L之后,氧化峰电流密度逐渐减缓,电极的活性逐渐降低.     

酪氨酸分子印迹电化学传感器的制备及性能

采用恒电位沉积法,制备以L-酪氨酸为模板分子,壳聚糖为功能基体的分子印迹电化学传感器.实验结果表明:在优化的制备和测试条件下,所制得的印迹传感器对L-酪氨酸具有良好的特异识别性能,印迹因子达3.34;在pH值为6.0,0.1 mol·L^-1的磷酸盐缓冲溶液中,L-酪氨酸的微分脉冲伏安氧化峰峰电流与浓度在4.0×10^-7~1.0×10^-4 mol·L^-1范围内呈良好的线性关系,检出限为2.0×10^-7 mol·L^-1.将该传感器用于人血清中酪氨酸含量的测定,平均回收率为89.50%~99.67%.