铁氰化钴/铁复合膜修饰电极的制备及应用

采用电化学方法制备了铁氰化钴/铁(Fe/CoHCF)复合膜修饰电极,研究了该修饰电极的电化学性质及其电催化活性,实验表明该复合物不是铁氰化钴与普鲁士蓝(PB)的简单混合物,而是钴、铁共沉积形成的多核铁氰化物.该修饰电极对H2O2具有良好的电化学响应,安培法测定H2O2的线性范围为5.0×10 7～3.7×10 3mol.L 1,检测限(3sb,n=11)为2.0×10 7mol.L 1,灵敏度为44.5μA.(mmol.L 1)1.该法已用于模拟水样中H2O2含量的测定,结果满意.     

电催化氧化降解活性红紫X-2R染料废水的研究

采用复极性三维三相电极反应装置对活性红紫X-2R染料进行了电催化氧化降解试验,分析了外加电压、主电极极间距、电流密度、初始pH值、曝气量等因素对降解效果的影响,确定了最佳工艺条件：外加电压30 V,电流密度28 mA/cm2,主电极极间距5 cm,初始pH值6,曝气量3 L/min,初始质量浓度为400 mg/L的染料废水经50 min电催化氧化后,脱色率与COD的去除率分别达99.1%和93.5%.     

Pt/Co_3O_4纳米复合材料的合成及其电催化性质

在乙二醇体系中,制备出了具有两种孔径结构的Co3O4空心球,然后以Co3O4空心球作为载体,以葡萄糖作为还原剂,还原H2PtC l6.6H2O可以将Pt颗粒沉积在空心球表面。利用X射线粉末衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)和能谱分析(EDS)等手段对产物进行了表征。在常温条件下,用CV曲线(Cyclic voltam-m etry)在H2SO4/CH3OH溶液中测试Pt/Co3O4的电化学性质。结果显示:Pt/Co3O4修饰电极能提高Pt的利用率因而具有增强甲醇氧化作用的效果。     

电催化氧化处理垃圾渗滤液

以复极性固定床电解槽为反应器,利用CuO-CeO₂/γ-Al₂O₃多相催化剂取代传统反应器的绝缘填料,构建电催化氧化体系。采用XRD、SEM对CuO-CeO₂/γ-Al₂O₃进行表征,考察了槽电压、pH、气体流量和极间距等因素对垃圾渗滤液降解的影响。结果表明,该体系对渗滤液具有较好的催化降解效果。当槽电压为15.0V、pH为中性、气体流量为0.08m³/h、极间距为3.0cm时,垃圾渗滤液COD和NH⁺₄-N的去除率分别达到93.7%和100%。在处理垃圾渗滤液的过程中,体系运行稳定,经过20次反复实验,降解效果仍能维持在70%以上。在电催化氧化体系的作用下,垃圾渗滤液中的难降解有机污染物被直接矿化或降解为小分子有机物;而NH⁺₄-N则主要被氧化为氮气和水。     

聚结晶紫薄膜修饰电极对多巴胺与尿酸的电催化作用

利用循环伏安法制备了聚结晶紫薄膜修饰电极(PCVE),详细研究了该修饰电极对生物分子多巴胺(DA)和尿酸(UA)的电催化作用.结果表明,PCVE对DA和UA具有较强的电催化作用,并且对抗坏血酸(AA)具有较强的抗干扰作用,允许高达1 000倍以上AA存在而不干扰痕量DA的测定.将PCVE结合差分脉冲伏安(DPV)技术,对DA的检测线性范围为4.0×10-7 mol/L~2.5×10-5 mol/L,检测限可达3.5×10-8 mol/L;对UA的检测线性范围为5.0×10-7 mol/L~5.0×10-5 mol/L,检测限达5.0×10-8 mol/L.利用该法可以对DA和UA进行同时测定,将该法用于尿液中尿酸的测定,取得满意结果.     

稀土改性钛基二氧化锡催化电极制备及降解苯酚研究

改性钛基电极以析氧过电位低、副反应少、使用寿命长等优点得到广泛应用。采用钛酸丁脂作为钛源,SnCl4·5H2O为锡源,掺杂不同Ce量,采用浸渍法制备稀土改性钛基二氧化锡催化电极,用XRD对电极进行表征,同时采用制备的电极进行苯酚降解实验,考察了电流强度、降解时间、pH和电解质浓度对降解率的影响。稀土改性电极表面呈纳米结构,苯酚降解率随电流强度、降解时间、电解质浓度增加而升高,随pH值增大先增加后降低,实验条件下苯酚降解率可达到90%;通过实验数据得到了降解率的关联式,计算值与实验值吻合较好,误差在±10%范围内。     

镍纳米颗粒与含氮碳片复合材料在锂氧气电池中的应用

以NiCl2·6H2O为金属源,尿素和柠檬酸分别为N源和C源,采用一种简单的溶胶凝胶法制备出Ni纳米颗粒高度分散在含氮碳片上的复合材料（Ni-C-N）.将该复合材料用作锂氧气电池的正极催化剂,与常用的空气正极材料科琴黑（KB）相比,其表现出更高的电化学催化活性.当使用Ni-C-N作为正极催化剂时,电池的首周放电容量及放电平台均有明显的提高,尤其在电池的循环性方面表现出更加显著的效果,循环可达38周.     

NP共掺杂的多孔碳材料在氧还原方面的应用

可持续清洁能源的发展对缓解能源和环境危机有着不可或缺的作用,燃料电池具有可循环性、产物清洁等优点,其中氢氧燃料电池有很大的发展前景,而寻找非贵重催化剂替代Pt基催化剂成为研究氢氧燃料电池阴极(ORR)氧还原反应的研究重点之一.本课题选择廉价易得的工业废料-木屑作为框架材料,通过N和P双掺杂的方法,对其表面进行后修饰.利用其协同效应,得到具有良好ORR活性的多孔碳材料,并利用电化学工作站对其进行ORR性能测试,结果表明calZIF-wood-24h具有较高ORR活性和较好的稳定性,而且其较低的成本为广泛的实际应用提供了可能.     

富含碳空位多孔碳电催化还原脱氯邻二氯乙烷性能研究

寻求经济、高性能的碳基材料对于电催化还原脱氯很有吸引力,然而由于掺杂剂或边缘效应与固有拓扑缺陷之间的复杂相互作用,拓扑缺陷对催化活性的贡献目前研究较少.利用两步活化法成功构建了富含碳空位的疏水分级多孔碳材料(Vc-GC),考察了其对邻二氯乙烷(DCE)的电催化还原脱氯性能,同时结合原位漫反射傅里叶红外光谱和理论计算分析了碳空位对材料催化活性的增强机制.结果表明,碳空位能有效调节材料的微观结构和电子云分布,增强材料对DCE的化学吸附作用,提高材料的吸附性能,且电子云重排提高了材料的导电性,进而促进电催化活性.其中Vc-GC的乙烯产率是低缺陷石墨碳(GC)和氧化活性炭(oAC)的1.4倍和3.6倍.同时,碳空位的存在能显著提高产物中乙烯的选择性,引入碳空位后,乙烯产率为氯乙烯产率的325.1倍,相比于oAC和GC分别提高了14倍和1.7倍.碳空位修饰显著提升了碳材料电催化活性,拓扑缺陷工程拓宽了进一步提高碳材料环境净化和能源转化性能的途径.