Ni-Fe/Ti和Ni-Fe-S/Ti的制备及其电催化水分解性能

以钛网为基底,采用电沉积法制备了Ni-Fe/Ti析氧电极,然后将得到的Ni-Fe/Ti电极通过固相硫化制备了Ni-Fe-S/Ti析氢电极. 分别考察了电沉积液中Ni ²⁺/Fe ³⁺离子摩尔浓度比和硫脲加入量对Ni-Fe/Ti和Ni-Fe-S/Ti结构和电化学性能的影响. 结果表明,随着电沉积液中Ni ²⁺含量的增加,Ni-Fe/Ti电极析氧性能先增强后减弱,Ni9Fe1/Ti电极具有最好的析氧性能;随着硫脲加入量的增加,Ni-Fe-S/Ti电极析氢性能呈现先增强后减弱的趋势,Ni9Fe1S0.25/Ti电极具有最好的析氢性能. 在50 mA·cm ^-2下,Ni9Fe1/Ti电极的析氧过电位为280 mV,Ni9Fe1S0.25/Ti电极的析氢过电位为269 mV,且均具有很好的稳定性. 将Ni9Fe1/Ti与Ni9Fe1S0.25/Ti分别作为阳极和阴极进行电催化全水分解,电流密度达到50 mA·cm ^-2所需电势仅1.69 V,表现出很好的全水解催化性能.     

卟啉化合物电化学性质研究 Ⅰ.5,10,15,20-四-(4-乙酰氧基苯)卟吩及其Cu、Zn、Fe、Co、Ni配合物的合成及循环伏安研究

本文报道了5,10,15,20-四-(4-乙酰氧基苯)卟吩[T(4AOP)P]及其Cu、Zn、Fe、Co、Ni配合物的合成及其在CH_2Cl_2-0.1mol/1 TBAP体系中的循环伏安(CV)研究结果.CV实验表明:Cu~(2+)、Zn~(2+)、Ni~(2+)离子以稳定的+2价存在于T(4AOP)P中,电子转移反应在卟啉环上进行,而Fe~(3+)、Co~(2+)离子在氧化还原过程中发生价态变化。实验发现:不同金属卟啉在卟啉环上氧化还原顺序及其非均相电子转移反应速率常数与环上π电子云密度成规律性变化.     

具有高效析氧催化性能的铁基双元金属有机框架纳米棒研究（英文）

析氧反应(OER)是电解水制氢的关键步骤,开发高效、稳定、廉价的OER电催化剂是目前该领域的研究热点.碱性电解液中的OER电催化剂成分以Mn、Fe、Co、Ni等为主,其中单一组分的Fe基化合物催化活性不高,但碱性电解液中的痕量铁杂质极易掺入Ni、Co等非Fe基材料的结构中,极大影响其OER催化性能,即现有大部分非Fe基化合物无法回避Fe的影响.为探究Fe基多金属电催化剂的活性规律,本文以结构清晰、组分可控的Fe基金属有机框架材料为基底,通过掺入Mn、Co、Ni等元素构建双元金属化合物Fe_2M-MIL-88B(M=Mn, Co, Ni),并围绕上述Fe基双金属电催化剂的构效关系展开研究.扫描电镜、透射电镜、X射线衍射光谱、红外光谱等表征结果表明,所制备的Fe基双金属材料均为具有MIL-88B构型的纳米棒,其特征三核金属簇Fe_3O中的一个铁原子被第二元金属所替代,从而形成相应的三核混合金属簇Fe_2MO.上述Fe基双金属催化剂的析氧催化活性顺序为:Fe_2Ni Fe_2Co Fe_2Mn Fe (0.1 M KOH电解液).其中, Fe_2Ni-MIL-88B电催化剂在10 mA cm~(2-)析氧电流对应的过电位仅需307 mV,明显低于OER基准电催化剂20 wt%Ir/C(376 mV).结合材料的元素组成、电化学活性比表面积(ECSA)及金属价态分析发现,第二元金属的引入会在不同程度上降低Fe的价态,其中Ni的影响程度最大, Co次之, Mn的影响最小.借助分子轨道理论对上述实验现象进行了解释.处于低自旋态的Ni~(2+)与邻近桥氧O~(2-)之间存在电子排斥作用,因此部分电子将从Ni~(2+)经O~(2-)转移至高自旋态的Fe3+,从而在Ni2+和Fe3+之间形成了较强的电子耦合作用.Co~(2+)具有和Ni~(2+)相似的构型,但影响稍小.而Mn~(2+)和Fe~(3+)同为高自旋态,对Fe~(3+)的电子结构影响最小,导致活性改善程度最低.密度泛函理论计算得到的自旋态变化情况印证了上述推测.该系列Fe基双金属材料的催化性能主要受金属活性位点的电子结构影响, Fe与邻近金属间形成的电子耦合作用修饰了金属活性位点的电子结构,从而提高了材料的OER本征催化活性.     

零电流示波电位滴定的研究 Ⅰ.非配偶型铂电极上的螯合滴定:EDTA滴定金属离子

(一)前言螯合电位滴定是电位滴定的一个主要组成部分,文献极为丰富。这些滴定主要是在金属电极和离子选择电极上进行的。金属电极分为两类:配偶型和非配偶型。配偶型电极如Pt/Fe~(3+);Fe~(2+)、Hg/Hg~(2+);HgY~(2-);MY~(n-4)M~(n+),其“电极/溶液”界面上总有一对决定电位的电对。非配偶型电极的界面上则不存在明显的电对,如铂电极上EDTA滴定Ca~(2+),溶液中不外加高价的铂离子;滴定Fe~(3+),也不外加Fe~(2+)。关于非配偶型电极上的螯合滴定,虽有     

光电化学反应的催化 Ⅰ.大颗粒金岛对n-TiO_2电极上光电化学过程的催化作用

用溅射、光还原及电沉积法在n-TiO_2单晶电极表面上形成了大颗粒金岛.测量了这些电极和纯金电极在H_2SO_4溶液以及含有Fe~(3+)/Fe~(2+)的酸溶液中的光电化学极化行为.通过分析和比较这些曲线,确定了大颗粒金岛与n-TiO_2单晶的接触具有欧姆结性质.并借助于可换盘旋转环盘电极,在含Ce~(3+)的酸溶液中测量了裸TiO_2电极及载金的TiO_2电极上Ce~(3+)的竞争光电化学氧化.证实了以大岛形式在TiO_2电极表面上分布的催化剂只能催化暗反应,而不能催化光电化学反应.     

示波极谱滴定的研究 ⅩⅩⅩⅡ.金电极上的示波极谱滴定法

本文研究了用微金电极为工作电极的示波极谱滴定法。在同样的条件下,用金电极时某些离子如Co~(2+)和Ni~(2+)能产生敏锐的切口,而用铂电极时无切口。用两个相同的微铂电极时,EDTA和某些有机物质可以有灵敏的切口,但用金电极时无切口。微金电极能用于络合、沉淀和氧化还原滴定。这时Mn~(2+),Fe~(2+),Co~(2+),Ni~(2+),Hg~(2+),和Cu~(2+)有灵敏的切口,能用于示波极谱滴定。滴定结果较好,标准偏差不大于0.12％。     

丙醇-溴化十六烷基三甲胺-硫酸按-水体系萃取分离汞(Ⅱ)

研究了丙醇-溴化十六烷基三甲胺(CTMAB)-(NH_4)_2SO_4-水体系萃取分离汞的行为及与常见离子分离条件.试验表明:调节pH1.0或3.0,能使Hg(Ⅱ)从Fe~(3+)、Co~(2+)、Ni~(2+)、Zn~(2+)、Mn~(2+)、Cu~(2+)、Al~(3+)等离子混合液中分离出来.     

活性碳纤维的竞争氧化还原反应

本文主要研究了双组份离子共存体系的竞争还原容量、竞争反应动力学、影响竞争的各种因素以及竞争反应产物在活性碳纤维表面的形态。实验结果表明,在双组份离子体系中,活性碳纤维优先与电极电位高者反应,当两组份电极电位均较高时,两者先后都可与活性碳纤维反应,而两组份电极电位一高一低时,只有高电极电位离子能与活性碳纤维反应。当Au~(3+)与Fe~(3+)、Hg~(2+)等电极电位较低的离子共存时,活性碳纤维对Au~(3+)具有高度的选择还原特性。反应条件一般不改变离子参与反应的顺序。活性碳纤维制备工艺对产品的电极电位分布及选择反应特征没有本质上的影响。Hg~(2+)、Fe~(3+)的存在会影响Au在活性碳纤维表面的结晶形态。     

Ni-Fe/蒙脱土催化剂催化乙醇水蒸气重整制氢的研究

采用浸渍法制备了一系列Ni-Fe/蒙脱土(MMT)催化剂,并应用于乙醇水蒸气重整制氢反应(ESR)。采用X射线衍射(XRD)、N_2吸附脱附分析和H_2-程序升温还原(H_2-TPR)表征手段对催化剂的物理化学性质、还原性能、碳沉积等进行了研究。结果表明,Ni-Fe/MMT催化剂中,Ni、Fe高度分散在载体MMT层间及表面,而且Fe的加入降低了Ni颗粒的粒径,增强了Ni~(2+)与载体的相互作用力。以10Ni5Fe/MMT为催化剂,在反应温度为500℃、水醇比为3∶1、空速为12 h~(-1),反应进行30 h后,乙醇转化率为100%,氢气选择性仍保持72%,副产物CO和CH_4含量明显降低。这是因为催化助剂Fe的引入,一方面,提高了Ni的分散度,使得ESR低温活性较好;另一方面,减小了Ni颗粒粒径,小颗粒的Ni有利于抑制甲烷的生成,并且Fe的加入加强了甲烷重整和水煤气变换反应,提高产物中氢气的选择性。     

六氰合铁酸铜钴薄膜修饰铂电极的电化学、XRD及XPS研究

采用循环伏安法在铂电极上电聚合了六氰合铁酸铜钴薄膜,并用电化学、XRD 和XPS对该薄膜进行了表征。研究表明此薄膜属于取代型的多核六氰合铁酸盐,由 Cu~(2+),Co~(2+)和Fe~(2+)共同占据晶格格点。通过改变Cu~(2+),Co~(2+)和 Fe~(3+)在沉积液中的比例可以改变聚合膜的性质。随沉积液中Cu~(2+)含量的增加 ,聚合膜中铜的含量相应增加而晶格常数则逐渐减小,但保持着面心立方的晶格对 称性。当沉积液中Cu~(2+):Co~(2+):Fe~(3+) = 1:1:2时,得到的聚合膜具有比较 典型的性质,该薄膜修饰的铂电极在pH 4～10之间均能保持着稳定的电化学响应。 其对一价阳离子的选择性顺序为K~+ > Li~+ > Na~+ > NH_4~+,与单组分的六氰铁 酸酮和六氰合铁酸钴都存在着较大的差别。XPS实验表明氧化态薄膜中铁元素以Fe (III)存在,并且在X射线的照射下很快转化为Fe(II)。     

溶液中铝还原制备Ni-Fe合金纳米粉体及其还原过程

用多相合成方法, 以金属铝粉作还原剂还原FeSO₄·(NH₄)₂SO₄和NiSO₄·(NH₄)₂SO₄的混合溶液, 制备了Ni-Fe合金的钠米粉体, 并对反应的过程进行了讨论.     

乙酰胺-尿素-NaBr熔体中Gd-Ni合金的电化学制备

熔盐电解法制取稀土合金功能材料具有低成本等优点.本文选取353 K的乙酰胺-尿素-NaB r熔体,应用循环伏安法研究镍于该熔体(含0.063 mol.L-3N iC l2)、Pt、Cu电极上的还原.实验表明,N i(Ⅱ)+2 eN i(0)是一步完全不可逆反应,测得在Pt上N i(Ⅱ)的传递系数α=0.28,扩散系数D0=4.63×10-5cm2.s-1,Cu上α=0.22,D0=6.05×10-7cm2.s-1.以Cu作基体,Gd(Ⅲ)于该熔体不能单独还原为Gd(0),但可以被N i(Ⅱ)诱导共沉积.由恒电位法电解得到的Gd-N i合金,Gd(0)的含量随电解电位、Gd(Ⅲ)/N i(Ⅱ)摩尔比及电解时间的变化而变化.控制电解电位为-0.75 V,Gd(Ⅲ)/N i(Ⅱ)摩尔比为1∶1,电解20 m in.所得合金膜是非晶态的.     

流动注射分离富集—火焰原子吸收光度法测定烧碱中铁镍铜

用螯合树脂作吸附剂,流动注射法分离富集烧碱中铁、镍、铜,火焰原子吸收光度法测定,在１２０ｈ＾－１、６０ｈ＾－１的采样频率下,三种元素富集倍数分别为６．５,１３．５,１４。方法用于工业烧碱中铁、镍、铜测定,回收率分别为９６．２％、９６．４％和９７．４％,ＲＳＤ分别为２．５％、３．６％和３．５％。     

硫代乙酰胺-聚苯乙烯树脂吸附剂制备及其对铅、镉、铜、镍、铁的萃取

以大孔聚苯乙烯苄胺树脂为载体通过Mannich反应制备了一种新型固相萃取吸附剂TAA-PS(硫代乙酰胺改性聚苯乙烯树脂)。利用FTIR和元素分析对其进行表征。研究了其对痕量金属离子的萃取性能,确定了对Pb2 、Cd2 、Cu2 、Ni2 和Fe3 等金属离子的最佳吸附条件。与其它吸附剂相比,本研究合成的固相萃取吸附剂具有高吸附容量和相当快的吸附速率。应用于自来水和湖水中痕量Pb2 、Cd2 、Cu2 、Ni2 和Fe3 的萃取富集,取得较好结果。     

硫酸铵-碘化钾-氯化十六烷基吡啶-水体系浮选分离镉的研究

研究了硫酸铵-碘化钾-氯化十六烷基吡啶-水体系浮选分离镉的行为及其与常见离子分离的条件。结果表明，控制pH5．0，在1．0g(NH4)2SO4存在下，Cd^2 可被碘化钾-氯化十六烷基吡啶-水体系浮选，而Zn^2 、Mn^2 、Fe^2 、Co^2 、Ni^2 、A1^3 等离子在该体系中不被浮选，可实现Cd^2 与这些离子的定量分离。对合成水样进行了浮选分离测定，结果满意。     

流动注射-速差动力学分析研究 meso-四-(4-三甲铵基苯)卟啉光度法测定痕量铅

本文研究了多种金属离子与meso-四-(4-三甲铵基苯)卟啉的显色反应动力学特性。利用Pb(Ⅱ)和其它金属离子之间的反应速差,建立了一种选择性好的测定痕量Pb(Ⅱ)的流动注射分析法。将此法应用于陶瓷和人发样品中铅的直接测定,结果满意。     

单一稀土镧在不同基底上的电沉积及其性能的研究

研究在低温熔融盐体系中于不同基底上电沉积单一稀土金属镧（La）。经X-射线能谱仪测定,在镍片基底上沉积的La的质量分数为100％,铜片基底上沉积的La质量分数为72．84％;在镍铁合金灯丝上沉积得到La-Ni合金薄膜,其中La的质量分数为50．02％,Ni的质量分数为2．48％。经扫描电子显微镜观察,所得的沉积膜为均匀、光滑、致密的黑色沉积薄膜。经X-射线衍射仪分析,镧在不同基底上沉积所得的沉积膜为不同晶型,以镍片为基底得到的单质镧为α-六方晶型;以铜片为基底得到的单质镧为面心立方晶;均与基底晶型相匹配。在镍铁合金灯丝上电沉积所得的La-Ni合金薄膜致密均匀,在无水乙醇中久浸而不脱落,并呈现强磁性。     

Spontaneous near-substrate composition modulation in electrodeposited Fe–Co–Ni alloys

Conventional and reverse depth profile analysis of electrodeposited Fe–Co–Ni alloys was performed by secondary neutral mass spectrometry (SNMS). It was found that the reverse sputtering method gave a much better depth resolution at the vicinity of the substrate. The reverse SNMS spectra showed that the deposition of Fe–Co–Ni alloys starts with the formation of an Fe-rich zone followed by an increase in Co concentration, then the nickel content increases and a steady-state alloy composition is achieved. At high current density, the initial depth pattern reproduces itself twice before the composition becomes stable. It was concluded that the varying depth profile is a consequence of the anomalous nature of the codeposition of the alloy components, the depletion of the electrolyte with respect to the metal salts, and the dependence of the intensity of the hydrogen evolution on the deposit surface composition.