PANI-SnP复合膜电极在镍镉废水中电控离子交换性能

采用滴涂法在铂基底制备了电活性聚苯胺-磷酸锡(PANI-SnP)复合膜电极,考察了该电极在Ni²⁺、Cd²⁺溶液的电控离子交换性能. 用傅立叶变换红外光谱和扫描电镜分析观察复合膜的组成及表面形貌;在0.1 mol·L^-1 Ni(NO₃)₂、Cd(NO₃)₂溶液,通过循环伏安法比较了PANI膜、SnP膜及PANI-SnP复合膜电极的电化学性能,并结合电化学石英晶体微天平技术重点考察了PANI-SnP复合膜的离子交换机制;同时,通过循环伏安法调控复合膜电极的氧化还原电位,结合X射线能谱和X射线光电子能谱分别测定了其氧化和还原状态的元素组成. 结果表明,PANI-SnP复合膜电极在Ni²⁺、Cd²⁺溶液均有良好的氧化还原电活性和可逆离子交换性能,其Cd²⁺离子选择性优于Ni²⁺离子,通过电控离子交换可使Cd²⁺离子从镍镉废水高效分离.     

电活性铁氰化镍膜电极对稀土钇的电控离子分离

通过电沉积方法分别在镀铂石英晶片和铂基底上制备了电活性铁氰化镍膜,并考察了膜电极在含钇离子溶液中的电控离子交换性能. 在0.1 mol·L^-1的硝酸钇溶液中,使用循环伏安法及石英晶体微天平技术测试考察了铁氰化镍膜对钇离子的置入释放性能及对应的质量变化,同时比较了铁氰化镍膜电极在Y(NO₃)₃和Sr(NO₃)₂溶液中的电化学性能. 在0.1 mol·L^-1 [Y(NO₃)₃ + Sr(NO₃)₂]混合溶液中,通过循环伏安法分析了薄膜对Y³⁺/Sr²⁺离子的选择性. 用扫描电子显微镜观察了铁氰化镍膜的表面形貌,并通过X射线光电子能谱仪测定了膜在氧化和还原状态下的元素组成. 结果表明,铁氰化镍膜在含Y³⁺溶液中具有良好的离子交换行为,其中氧化过程薄膜质量减少,对应着钇离子的释放;还原过程薄膜质量增加,对应钇离子的置入;在0.0 V或0.9 V调控膜电极的氧化还原状态实现对钇离子的有效分离.     

聚苯胺/铁氰化镍纳米复合颗粒的制备及电控分离Cd的EQCM研究

本文采用循环伏安一步共聚法在碳纳米管(CNTs)修饰的铂基底上制备了聚苯胺/铁氰化镍(PANI/NiHCF)纳米复合颗粒.通过电化学石英晶体微天平(EQCM)技术检测了复合颗粒制备过程的质量改变量,并用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析了复合颗粒的微观形貌和组成.结合循环伏安法和EDS能谱考察了该复合电极对Cd2+离子的交换性能.结果表明,三维多孔的CNTs不仅可促进复合颗粒的沉积,而且其独特的网络结构和表面特性对形成PANI/NiHCF复合颗粒的立方体构型起至关重要的作用.该复合电极在0.1mol·L-1Cd(NO3)2溶液中显示了良好的电活性,对Cd2+离子有可逆的离子交换性能,通过电控离子交换法可实现废水中Cd2+离子的高效分离.     

电化学法控制聚吡咯/α-磷酸锆/碳毡电极去除水中低浓度铅离子

采用循环伏安法在水相中制备了电活性聚吡咯/α-磷酸锆(PPy/α-Zr P)有机-无机杂化膜,通过FT-IR、XRD、XPS对电活性PPy/α-Zr P杂化膜进行表征.将制备在碳毡(PTCF)基体上的电活性PPy/α-Zr P膜电极(聚吡咯/α-磷酸锆/碳毡电极,PPy/α-Zr P/PTCF)用于电控离子交换去除废水中的铅离子.通过对PPy/α-Zr P膜电极施加氧化还原电位来调节电活性组分PPy/α-Zr P的氧化还原状态,使废水中的铅离子能够快速置入和释放.在10 mg·L-1的Pb(II)水溶液中,膜电极对铅离子的去除效率为单纯离子交换的1.8倍,膜电极的吸附量为单纯离子交换的2倍,表明该膜电极在电控离子交换条件下对铅离子具有较强的去除效率和更高的吸附容量.吸附过程符合准二级动力学模型,电控离子交换的准二级吸附速率常数k2(0.6142 g·mg-1·h-1)明显高于单纯离子交换(0.2632g·mg-1·h-1).     

磷钼钒杂多酸/聚酰胺-胺复合膜修饰电极的制备及电催化性能

通过静电层层自组装方法在预修饰聚二烯丙基二甲基氯化铵的电极基片上制备了Dawson型磷钼钒杂多酸/聚酰胺-胺多层复合膜. 用X射线光电子能谱、紫外-可见光谱、循环伏安法和原子力显微镜分析表征了多层复合膜的形成过程; 用循环伏安法表征了该复合膜修饰电极的电化学性能, 研究结果表明, 该复合膜修饰的电极稳定性好, 对亚硝酸盐、溴酸盐的还原以及抗坏血酸的氧化具有良好的催化活性.     

LiCl-KCl熔盐体系中镨(Ⅲ)在镍电极上的电化学行为

采用循环伏安、方波伏安、计时电位和开路计时电位等电化学方法研究了Pr(Ⅲ)离子在共晶LiClKCl熔盐中Ni电极上的电化学行为及Pr-Ni合金化机理.结果表明,Pr(Ⅲ)离子的电化学还原过程为三电子转移的一步反应.与惰性Mo电极上的循环伏安曲线相比,Pr(Ⅲ)离子在活性Ni电极的循环伏安曲线上还出现了4对氧化还原峰,表明Pr(Ⅲ)离子在Ni电极上发生欠电位沉积,是由于生成不同的Pr-Ni金属间化合物.采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜-能谱仪等对恒电位电解的产物进行了表征.结果表明,在不同电位下进行恒电位电解时,每个电位上只得到一种Pr-Ni金属间化合物,分别为Pr Ni2,Pr Ni3,Pr2Ni7和Pr Ni5.     

阳极氧化膜In2O3（Ⅰ）—膜的形成和电子性质

利用循环伏安法和X射线光电子能谱技术(XPS)研究In在碱性溶液中的电极反应,结果表明通过阳极氧化可在In电极表面形成In_2O_3膜.探讨能获得较高光电转换量子效率的In_2O_3膜的电化学制备方法,并利用Mott-Schottky图、光电流谱和电反射光谱的测量测定膜的半导电性质.     

[PCu(H2O)Mo11O39]5－/PAMAM多层复合膜的制备及电化学性质研究

通过电化学扫描法在玻碳电极和导电玻璃基底上组装制备过渡金属铜取代多金属氧酸盐[PCu(H₂O)Mo₁₁O₃₉]^5－和4代聚酰胺-胺(G4-PAMAM)交替沉积的复合膜. X射线光电子能谱(XPS), 原子力显微镜(AFM), 循环伏安法(CV)结果表明复合膜成功制备且有好的均匀性. 多层膜中的[PCu(H₂O)Mo₁₁O₃₉]^5－与其在溶液中的氧化还原行为相比, 电子转移控制速率不同, 该多层膜修饰电极稳定性好, 对 的还原及抗坏血酸的氧化具有较好的电催化性能.     

纳米多孔结构镍基复合膜电极的电化学法制备及其电容特性

通过对电沉积法得到的Ni-Cu合金镀层进行电化学去合金化处理, 制备了纳米多孔结构金属镍膜. 采用循环伏安法对多孔金属镍膜在1 mol·L^-1 KOH溶液中进行阳极氧化处理, 获得了纳米多孔结构的镍基复合膜电极. 应用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和电化学技术对所制备的膜电极的物理性质及赝电容特性进行了表征. SEM、XRD和XPS的测试结果表明, 所制备的纳米多孔结构镍基复合膜由Ni、Ni(OH)₂和NiOOH组成. 电化学实验结果显示, 该复合膜在20 A·g^-1的充放电电流密度下, 给出了578 F·g^-1的初始比电容; 在1000次充放电循环后, 它的比电容值为544 F·g^-1, 电容保持率为94%. 纳米多孔结构有利于KOH电解液的渗透, 从而促进反应物种在电极内部的传输; 纳米多孔的金属镍基体可以提高Ni(OH)₂膜的电子导电性; 纳米大小的Ni(OH)₂颗粒能够缩短质子的固相扩散路径. 上述因素是所制备的纳米多孔结构镍基复合膜电极具有优异赝电容特性的主要原因.     

Dy(Ⅲ)离子在LiCl-KCl熔盐中的电化学行为及Dy-Ni金属间化合物的选择性制备

采用循环伏安、方波伏安和开路计时电位等电化学方法研究了Dy(Ⅲ)离子在LiCl-KCl 共晶盐中的电化学行为及Dy-Ni 合金形成的电化学机理. 循环伏安和方波伏安法研究表明, Dy(Ⅲ)离子的电化学还原过程为三个电子转移的一步反应. 与惰性W电极相比, Dy(Ⅲ) 离子在Ni 电极上的循环伏安曲线多出了三对氧化还原峰,是由于Dy与Ni 形成了合金化合物, 导致Dy(Ⅲ)离子在活性Ni 电极发生了欠电位沉积. 采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)附带能量散射谱(EDS)对恒电位(-1.6, -1.8 和-2.0 V)电解制备的Dy-Ni 合金进行分析, 分别获得了DyNi₅, Dy₂Ni₇和DyNi₂金属间化合物. 实验结果表明, 通过控制电位进行恒电位电解可以有选择性地制备不同的金属间化合物.     

Dy（III）离子在LiCl-KCl熔盐中的电化学行为及Dy-Ni金属间化合物的选择性制备

采用循环伏安、方波伏安和开路计时电位等电化学方法研究了Dy(III)离子在LiCl-KCl共晶盐中的电化学行为及Dy-Ni合金形成的电化学机理.循环伏安和方波伏安法研究表明, Dy(III)离子的电化学还原过程为三个电子转移的一步反应.与惰性W电极相比, Dy(III)离子在Ni电极上的循环伏安曲线多出了三对氧化还原峰,是由于Dy与Ni形成了合金化合物,导致Dy(III)离子在活性Ni电极发生了欠电位沉积.采用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)附带能量散射谱(EDS)对恒电位(-1.6,-1.8和-2.0 V)电解制备的Dy-Ni合金进行分析,分别获得了DyNi5, Dy2Ni7和DyNi2金属间化合物.实验结果表明,通过控制电位进行恒电位电解可以有选择性地制备不同的金属间化合物.     

LiCl-KCl熔盐体系中镨(Ⅲ)在镍电极上的电化学行为

采用循环伏安、 方波伏安、 计时电位和开路计时电位等电化学方法研究了Pr(Ⅲ)离子在共晶LiCl-KCl熔盐中Ni电极上的电化学行为及Pr-Ni合金化机理. 结果表明, Pr(Ⅲ)离子的电化学还原过程为三电子转移的一步反应. 与惰性Mo电极上的循环伏安曲线相比, Pr(Ⅲ) 离子在活性Ni电极的循环伏安曲线上还出现了4对氧化还原峰, 表明Pr(Ⅲ)离子在Ni电极上发生欠电位沉积, 是由于生成不同的Pr-Ni金属间化合物. 采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜-能谱仪等对恒电位电解的产物进行了表征. 结果表明, 在不同电位下进行恒电位电解时, 每个电位上只得到一种Pr-Ni金属间化合物, 分别为PrNi₂, PrNi₃, Pr₂Ni₇和PrNi₅.     

在LiCl-KCl共晶熔体中电化学制备钬镍金属间化合物(英文)

采用循环伏安、方波伏安和开路计时电位等方法研究了Ho(Ⅲ)离子在LiCl-KCl共晶熔体中的电化学行为及Ho-Ni合金化机理。在惰性W电极上,Ho(Ⅲ)离子在-2.06 V(vs Ag/Ag Cl)发生电化学还原,该还原过程为3个电子转移的一步反应。与惰性W电极上的循环伏安相比,Ho(Ⅲ)离子在活性Ni电极的循环伏安曲线上还出现了3对氧化还原峰,是Ho与Ni形成了金属间化合物,导致了Ho(Ⅲ)离子在活性Ni电极发生了欠电位沉积。在不同的电位进行恒电位电解制备的3个不同的Ho-Ni合金,采用X-射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)等测试手段进行表征,结果表明:制备的3种合金分别是Ho2Ni17,Ho Ni5和Ho Ni23种合金化合物。     

{[PMo_(12)O_(40)]~(3-)-Pt/PAMAM}_n多层复合膜的制备及对甲醇的电催化氧化活性

用电化学扫描法制备了{[PMo12O40]3--Pt/PAMAM}n多层复合膜,通过X射线光电子能谱(XPS)、循环伏安测定(CV)和原子力显微镜(AFM)对样品的化学组成和膜的均匀性进行了表征。测试和分析结果表明[PMo12O40]3--Pt和PAMAM通过静电相互作用形成了交替多层复合膜,且膜的增长均匀,[PMo12O40]3-和Pt粒子均匀分布在间隔剂PAMAM上。采用三电极体系的循环伏安电化学分析方法研究了样品在酸性溶液中对甲醇的电催化氧化活性,结果表明,与Pt/GCE催化剂相比,{[PMo12O40]3--Pt/PAMAM}n/GCE呈现出较高的电催化氧化活性和好的稳定性。     

基于碳化钼的燃料电池阴极催化剂的制备及其作用机理

以 Mo2C/VC 作为质子交换膜燃料电池氧还原催化剂, 并采用单电池和电化学循环伏安扫描技术考察了其氧还原活性,同时结合 X 射线衍射和 X 射线光电子能谱对其电催化机理进行初步分析. 结果表明, Mo2C/VC 对氧还原也具有电催化活性, 在 0.34, 0.45 和 0.55 V 处出现三对可逆的氧化还原峰. Mo2C/VC 的体相为β-Mo2C, 表相为+δ价(5 ≤δ≤ 6)的 MoOxCy 和 MoOz. Mo2C/VC 的电催化性能可能是由于其表面钝化物种(MoOxCy 和 MoOz)的氧化还原, 以及氧在 Mo2C 晶格中的迁入和迁出引起的.     

酸性介质中碘离子在铂电极上的电化学氧化行为

采用循环伏安法研究了酸性介质中碘离子在铂电极上不同电位区间, 不同酸度下的电化学反应行为. 结果表明, 当极化电位较低(小于0.6 V(vs Hg/Hg2SO4))时, 碘离子在铂电极上发生2I--2e→I2电氧化反应, 反应产物通过I2+I-=I-3被进一步溶解, 整个反应属于E-C(electrochemical-chemical)模式. 电氧化过程中可以形成碘膜, 其也可以被碘离子溶解. 当极化电位升高至0.6 V(vs Hg/Hg2SO4)或以上时, 碘离子会直接电氧化为高价态碘化合物, I-+3H2O→IO-3+6H++6e, 而析出的碘膜并不发生再氧化反应; 在电化学还原过程中, 出现了两个还原峰, 分别对应于I2、I-3的还原反应; 在无碘膜时, 碘离子电氧化过程受溶液中碘离子的液相扩散步骤控制; 碘膜形成后, 主要受碘膜中碘离子的固相扩散控制; 酸度对于碘离子的电化学氧化过程有很大的影响, 其线性极化曲线的起峰电位及电流峰值电位均随酸浓度升高而负移.     

蒽醌/聚吡咯复合膜修饰电极的电化学行为和电催化活性

在水溶液中制备了掺杂蒽醌磺酸盐(AQS)的聚吡咯(PPy)/玻碳复合膜修饰电极,采用循环伏安法和旋转圆盘电极技术研究了该修饰电极在不同pH值溶液中的电化学行为以及在pH=5.5的磷酸盐缓冲溶液中对氧还原反应的电催化性能和动力学.结果表明,与裸玻碳电极相比,PPy膜的存在不仅降低了AQS的反应电位和峰电位差,而且增大了其氧化还原反应的峰电流,H2AQ/HAQ-氧化还原对的电离常数为9.5.AQS/PPy膜修饰电极上氧的还原主要是两电子还原为H2O2的不可逆过程,H2AQ对氧还原反应起主要催化作用,还原过程符合异相氧化还原催化机理.该修饰电极具有良好的电化学重现性.     

化学修饰电极的研究——Ⅹ.普鲁士蓝修饰电极的表面表征及离子效应

本文通过红外光谱、X射线衍射法的表面表征,证实了电积法牢固接着在Pt电极表面的蓝色电活性膜确实为普鲁士蓝(PB);X射线衍射实验直接测定了PB膜的晶体结构。多种离子效应实验表明PB膜在电化学氧化还原过程中只有阳离子的穿透,与共存阴离子无关;除K~+,NH_4~+,Cs~+外,Na~+离子也可穿透膜。PB膜的电化学氧化还原反应为:PB 还原PB 氧化其中0相似文献   

二维多层PtRu/PtNd纳米薄膜的结构效应及电催化氧化活性

采用离子束多靶溅射技术控制膜层结构制备出二维多层PtRu/PtNd纳米合金薄膜作为微型直接甲醇燃料电池(DMFCs)阳极催化电极材料. 应用X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)、掠入射X射线衍射(GIXD)研究了薄膜表面的化学状态、形貌以及薄膜表层、次表层和体相的结构,并用CO-stripping伏安法、循环伏安法(CV)、线性扫描伏安法(LSV)、计时电流法(CA)等电化学方法测试薄膜催化剂的电化学活性比表面积及其对甲醇的电催化氧化. 结果表明, 多次交替沉积制备的PtRu/PtNd薄膜, 由于溅射产生的Pt+、Ru+和Pt+、Nd+之间的相互作用, 使薄膜表面的化学状态和膜层结构发生变化, 其衍射谱峰呈现异常宽化, Pt与Nd之间产生电子转移, 证实了PtRu/PtNd纳米合金薄膜是一种具有特殊膜层结构和电子结构的二维多层PtRu/PtNd纳米合金薄膜, 电化学活性比表面积高达115.00m2 ·g-1, 在酸性溶液中电催化氧化甲醇的活性显著提高.     

新型CNT/nano-TiO_2复合膜电极的制备及其异相电催化性能

采用溶胶-凝胶法制备了碳纳米管/纳米TiO2(CNT/nano-TiO2)复合溶胶,通过提拉法将复合溶胶涂覆在Ti基体上制得CNT/nano-TiO2复合膜修饰电极(C电极),其电化学性能经循环伏安、计时库仑、交流阻抗谱(EIS)等方法研究.研究结果表明,CNT可阻碍nano-TiO2粒子团聚.在循环伏安图中,C电极的氧化还原峰电流比nano-TiO2膜修饰电极(P 电极)的高出两倍多.通过对草酸溶液的异相电催化反应进一步证明C电极比P电极具有更高的电催化活性,而且对双氧水也有很强的异相电催化还原能力.