原位红外光谱法研究对氯苯酚在Pt电极上的电氧化行为

采用原位红外光谱法研究了碱性条件下对氯苯酚(PCP)在Pt电极上电化学氧化的脱氯反应机理. 研究结果表明Pt电极对PCP有良好的电化学反应活性, 其氧化过程首先是对氯苯酚负离子氧化生成对氯苯氧自由基, 该自由基可与对氯苯酚负离子作用生成芳香醚低聚物; 随着电位升高, 对氯苯酚负离子经电化学氧化生成了苯二酚盐(还可能存在其氧化产物不饱和羧酸盐); 当电位继续升高, 苯二酚盐进一步氧化形成苯醌; 最后, 在Pt表面生成小分子羧酸盐, 同时生成了最终产物CO2. 但由于芳香醚低聚物等不溶性聚合物膜的形成并吸附在Pt电极表面, 可造成Pt电极毒化, 使得Pt电极在使用过程中逐渐失去活性.     

阴极脱氯协同多孔Ti/BDD电极阳极电催化氧化对氯苯酚

本文主要研究阴极脱氯协同阳极(多孔Ti/BDD 电极)电催化氧化对于对氯苯酚的电化学降解过程. 在有无阳离子交换膜电解槽体系下电化学降解对氯苯酚的实验结果表明,对氯苯酚的矿化主要在阳极区进行;无隔膜电解槽体系下,对氯苯酚在阴极还原形成的氯离子迁移到阳极,在阳极表面进一步生成了具有强催化氧化作用的活 性氯,与阳极产生的羟基自由基协同降解对氯苯酚;在阳离子交换膜电解槽体系下,阴极产生的氯离子难以通过阳离子膜迁移至阳极区,无隔膜电解槽呈现出更好的降解效率. 结合高效液相色谱技术确定阳极室的中间产物为对苯二酚、邻苯二酚、对苯醌和苯酚等,阴极室的主要产物是苯酚,并根据中间产物提出了对氯苯酚的降解路径.     

Ti/α-PbO2/β-PbO2电极电化学降解2-氯酚

采用电化学沉积法在Ti基底上制备了复合电极Ti/α-PbO2/β-PbO2,扫描电镜结果表明电极呈现由β-PbO2小晶体组成的菜花状微观形貌.所制电极在电化学降解环境污染物2-氯酚时表现出较高的电催化效率、较好的电极稳定性和较长的电极寿命.用正交实验优化了电化学降解2-氯酚的实验条件.在最优的实验条件(2-氯酚初始浓度50 mg/L,电解质0.1 mol/L Na2SO4,温度35oC,阳极电流密度20 mA/cm2)下电化学降解180 min后,2-氯酚的去除率达100%.动力学结果表明, Ti/α-PbO2/β-PbO2电极上2-氯酚的电化学氧化符合准一级动力学过程.     

β-PbO2/TiO2纳米管电极的制备及其电催化降解苯酚

采用阳极氧化法和脉冲电沉积制备出β-PbO2改性TiO2纳米管(β-PbO2/TiO2-NTs)电极,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等技术手段对制备的β-PbO2/TiO2-NTs电极的表面形貌和结构进行了表征。结果表明,该方法成功地将β-PbO2纳米颗粒分散在TiO2纳米管中,通过电催化降解苯酚评价了β-PbO2/TiO2-NTs电极的电催化活性,实验结果表明,在TiO2-NTs中电沉积β-PbO2提高了电极的电催化活性,对苯酚的降解达到83%。     

苯胺在SnO2/Ti电极上的电化学氧化

研究了以SnO2/Ti为阳极降解苯胺的电化学降解特性.实验结果表明,同Pt电极比较,掺 F的SnO2/Ti电极对苯胺的降解表现了明显的效果.苯胺在SnO2/Ti电极上氧化降解速率主要决 定于其中间产物的阳极溶解行为.由中间产物构成的有机膜的阳极溶解是反应的慢步骤.研究 了苯胺溶液的浓度、pH和电流密度对苯胺降解速率的影响规律,对反应中间产物的复杂性及 构成“膜”的理化性质进行了初步分析.     

苯胺在SnO_2/Ti电极上的电化学氧化

研究了以SnO_2/Ti为阳极降解苯胺的电化学降解特性.实验结果表明,同Pt电极比较,掺F的SnO_2/Ti电极对苯胺的降解表现了明显的效果.苯胺在SnO_2/Ti电极上氧化降解速率主要决定于其中间产物的阳极溶解行为.由中间产物构成的有机膜的阳极溶解是反应的慢步骤.研究了苯胺溶液的浓度、pH和电流密度对苯胺降解速率的影响规律,对反应中间产物的复杂性及构成“膜”的理化性质进行了初步分析.     

对甲基苯酚在不同催化剂电极上的电氧化

在无隔膜电解槽中, 利用线性伏安法和恒电流电解法研究了Ti/PbO2、石墨和Pt电极对于对甲基苯酚电氧化的催化活性, 通过电解前后溶液中对甲基苯酚及其氧化中间产物的液相色谱测定, 比较了对甲基苯酚在3种电极上的转化和降解速度, 并讨论了对甲基苯酚电氧化降解的历程和速控步骤. 研究结果表明, Ti/PbO2电极能有效地催化氧化水溶液中的对甲基苯酚, 并将其彻底去除, 电极活性较高; 石墨电极也能够催化氧化水溶液中的对甲基苯酚, 但效果较差; Pt电极在3.0 h的电解时间内, 只能将对甲基苯酚转化成对苯二酚, 而不能将其完全矿化. 对甲基苯酚电氧化降解需要经过对羟基苯甲醇→对羟基苯甲醛→对羟基苯甲酸→对苯二酚→对苯醌→顺丁烯二酸→草酸, 最终生成二氧化碳和水的历程. 当以Ti/PbO2作阳极时, 对苯二酚转化为对苯醌和顺丁烯二酸转化为草酸两步反应为较慢的速控步骤; 当以石墨作为阳极时, 对苯二酚转化为对苯醌的反应为速控步骤.     

Ti/α-PbO_2/β-PbO_2电极电化学降解2-氯酚（英文）

采用电化学沉积法在Ti基底上制备了复合电极Ti/α-PbO 2/β-PbO 2,扫描电镜结果表明电极呈现由β-PbO 2小晶体组成的菜花状微观形貌.所制电极在电化学降解环境污染物2-氯酚时表现出较高的电催化效率、较好的电极稳定性和较长的电极寿命.用正交实验优化了电化学降解2-氯酚的实验条件.在最优的实验条件(2-氯酚初始浓度50 mg/L,电解质0.1 mol/L Na2SO4,温度35 oC,阳极电流密度20 mA/cm2)下电化学降解180 min后,2-氯酚的去除率达100%.动力学结果表明,Ti/α-PbO 2/β-Pb O2电极上2-氯酚的电化学氧化符合准一级动力学过程.     

甲醇是极氧化的现场FTIR透射差谱研究

利用现场透射红外差谱方法研究了在无水1mol/LiClO~4甲醇溶液中甲醇在Pt电极上的阳极氧化。实验采用了细网格Pt电极和薄层电解池。各电位下的FTIR透射差谱反映了溶液中电极反应的变化。结果表明甲醇可被氧化成甲醛,且随电位的提高可进一步氧化成甲酸甲酯。     

甲醇是极氧化的现场FTIR透射差谱研究

利用现场透射红外差谱方法研究了在无水1mol/LiClO~4甲醇溶液中甲醇在Pt电极上的阳极氧化。实验采用了细网格Pt电极和薄层电解池。各电位下的FTIR透射差谱反映了溶液中电极反应的变化。结果表明甲醇可被氧化成甲醛,且随电位的提高可进一步氧化成甲酸甲酯。     

用于有机物降解的电化学阳极材料

电化学氧化法可将难降解的有机物转化为可生化降解物质或直接矿化,具有操作简便,清洁能源,无二次污染等优点。本文介绍了电催化氧化机理最新进展,包括近年来所报道的各种电极材料直接或间接电氧化降解有机物的机制;回顾了近年来阳极材料的研究现状,以碳电极、金属电极和钛基形稳电极为主,包括各种新型电极的组成、降解性能及其钝化原因等,并对今后电氧化阳极材料及相关工艺的研究方向提出建议。     

电沉积Al/Pb-Ag阳极在电积锌过程中的耐腐蚀性

采用电沉积的方法在甲基磺酸镀液中制备了一种新型的锌电积Al/Pb-0.23%Ag阳极。 腐蚀实验和电化学分析显示,Al/Pb-0.23％Ag阳极与传统Pb-0.25％Ag阳极相比,具有较低的腐蚀速率,较高的腐蚀电位和较低的腐蚀电流密度,较高的电催化活性;金相显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射分析显示,Al/Pb-0.23％Ag阳极的晶粒细小、致密,极化48 h后有PbSO4、α-PbO2和β-PbO2生成。     

Electrochemical Oxidation of Sulfonamides with Boron-Doped Diamond and Pt Anodes

Electrochemical oxidation processes usually favored specific degradation pathways depending on anode materials. In this work, a series of sulfonamides (SNs) were degraded by electrochemical oxidation. Compared to Pt anodes (0.1567–0.1795 h⁻¹), degradation rates of SNs were much higher at boron-doped diamond (BDD) anodes (2.4290–13.1950 h⁻¹). However, the same intermediates were detected in the two anode systems. Due to the strong oxidizing ability of BDD anodes, a large amount of intermediates with high toxicities were initially generated and then finally reduced in the BDD anode systems, while the amount of intermediates continuously increased in the Pt anode systems. Additionally, SNs were degraded faster in Na₂SO₄ than NaH₂PO₄ electrolytes at BDD anodes, while they were similar at Pt anodes. This study demonstrated that the degradation pathways of SNs at BDD and Pt anodes were similar, but the evolutions of intermediate amounts and toxicities were different due to their varied oxidizing abilities.     

利用钐掺杂的氧化铈夹层提高燃料电池阳极的活性

考察了Ni-钐掺杂的氧化铈(Ni-SDC)复合阳极与La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3(LSGM)电解质中间加入的SDC 中间层对阳极及整个电池性能的影响.结果表明，SDC中间层的加入显著减小了阳极极化过电位，但同时引入了欧姆降，降低了电池的功率输出密度.氢在Ni-SDC电极的氧化主要由两个过程控制，分别对应于交流阻抗谱的两个阻抗半圆，高频环随着SDC中间层的加入显著减小，可能对应于H2在Ni-SDC/SDC/H2三相界的电化学氧化或氧从LSGM向SDC的传输，低频环与SDC中间层无关，可能对应于氢在电极表面的解离吸附及吸附物种的扩散过程.使用Ni-SDC/SDC夹层阳极可以明显地提高电池的稳定性.     

Electrochemical reduction of nitrate using various anodes and a Cu/Zn cathode

Electrochemical reduction of nitrate was studied using a Cu/Zn cathode and Ti/Pt, Ti/IrO₂–Pt and Ti/RuO₂–Pt anodes in an undivided and unbuffered cell. A novel condition for performing both cathodic reduction of nitrate and anodic oxidation of the ammonia and nitrite by-products was achieved using Ti/Pt and Ti/IrO₂–Pt anodes in the presence of NaCl, especially with Ti/IrO₂–Pt anode. Nitrate could be completely removed using the Ti/IrO₂–Pt and Ti/Pt anode, with neither ammonia nor nitrite detected in the treated solution. A low nitrate reduction rate was observed when using a Ti/RuO₂–Pt anode in the presence of NaCl. However, in the absence of NaCl, all anodes showed good performance for nitrate reduction, with the Ti/Pt anode having the highest selectivity for reducing nitrate to nitrogen.     

利用钐掺杂氧化铈提高燃料电池阳极活性

用浸渍法制备并采用交流阻抗、极化等技术考察了不同组成的Ni-Sm3＋掺杂的CeO2(SDC) 复合镍阳极的电化学性能及相应电池的功率输出性能.结果表明，SDC掺入镍阳极后,阳极极化过电位及电池的欧姆电阻显著减小.其中阳极过电位的减小与SDC掺入镍电极引起的三相界扩展有关，但SDC的掺入同时引起了电极反应活化能的增加,造成低温下Ni-SDC的极化过电位大于纯Ni电极.高温下,Ni-SDC阳极的阻抗谱由两个半圆组成，其中高频半圆随着SDC掺入量的增加而减小,而低频环与SDC的掺入量基本无关.低温下只观察到一个高频环.高频环可能对应三相界反应,而低频环可能对应氢的解离吸附及扩散.75％（w）Ni-25％（w）SDC/La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3(LSGM)/Sm0.5Sr0.5CoO3(SSC)在所研究的电池中具有最大功率输出密度，其值在1073、973、873 K下分别达到1.1、0.43、0.14 W•cm－2.     

离子液体添加剂[BMIM]HSO4对锌电积过程析氧反应动力学的影响

研究了1-丁基-3-甲基咪唑硫酸氢盐([BMIM]HSO₄)离子液体对锌电积过程析氧反应的影响. 研究工作借助于动电位极化, 电化学阻抗谱, 扫描电镜和X射线衍射等测试技术. 动电位极化曲线及对应的动力学参数分析表明, [BMIM]HSO₄对阳极析氧反应具有催化作用,可提高析氧反应速率常数. 电化学阻抗谱数据表明,[BMIM]HSO₄能显著降低阳极析氧电荷传递电阻,在所研究的1.85-2.10 V电位范围内添加5 mg·L^-1 [BMIM]HSO₄, 电阻值至少降低50%. 此外, 添加剂对阳极表面二次反应具有抑制作用, 其在阳极表面的吸附,阻碍了阴离子的阳极活化位点吸附过程. 电化学测试结果与长时间(120 h)阳极极化后所得阳极表面形貌和结晶取向分析结果相一致. [BMIM]HSO₄的添加能有效抑制中间产物β-PbO₂的形成,促进铅银电极表面大块且疏松多孔α-PbO₂的生成,加速阳极析氧的进行.     

Electrochemical perfluoroalkoxylation of aromatic compounds

New approaches to the electrochemical synthesis of aryl perfluoroalkyl ethers based on a) the electrooxidation of perfluorocarboxylic acid on a consumable PbO₂ anode and b) the simultaneous anodic oxidation of the “aromatic compound-alkaline perfluoroalkoholate” system on a platinum electrode were proposed.     

添加碳纳米管对钌铱锡氧化物阳极性能的影响

本文采用热分解法制备Ti/Ru-Ir-Sn氧化物阳极,运用TGA、SEM、EDS、循环伏安、电化学交流阻抗、极化曲线以及强化电解寿命测试方法,探讨添加不同含量碳纳米管（CNTs）对Ti/Ru-Ir-Sn氧化物阳极的影响规律. 热重分析和阳极能谱数据表明,在烧结温度470 ^oC条件下CNTs未发生高温氧化分解,仍以单质形式存在阳极涂层中. 与对比样品相比,涂层表面裂纹增多,但仍保持典型形貌. 添加CNTs显著改善了Ti/Ru-Ir-Sn氧化物阳极的电化学性能,增大了阳极的活性表面积,减小了涂层内部电阻,提高了阳极析氯电催化活性,析氯电位增加缓慢,阳极强化电解寿命也得到明显延长. 其中,添加0.1 g·L^-1 CNTs的Ti/Ru-Ir-Sn氧化物阳极电催化活性和稳定性最优.