不同电极材料和不同酸介质对3-甲基吡啶电氧化的影响

在以质子交换膜为隔膜的电解池内,通过3-甲基吡啶在PbO₂/Ti、SnO₂/Ti、石墨和MnO₂/Ti电极上的电氧化研究发现,在硫酸溶液中,PbO₂电极是催化活性最高的工作电极.通过3-甲基吡啶在硫酸、高氯酸、磷酸和乙酸介质中的电氧化研究发现,对于PbO₂电极,硫酸是最适合的介质.利用循环伏安实验和恒电位电解实验,研究了电氧化条件和电催化活性,比较了各种条件下的电流效率和选择性.     

ZrO2掺杂铌基二氧化铅电极制备及其甲基橙降解电催化性能

本文利用电沉积制得ZrO₂掺杂铌基二氧化铅电极,通过扫描电镜（SEM）和X射线衍射（XRD）观察表征了Nb/ZrO₂+PbO₂电极表面形貌特征及组成. 用线性伏安曲线、电化学交流阻抗和循环伏安曲线测试了Nb/ZrO₂+PbO₂电极电化学性能,及其甲基橙（MO）的降解电催化效果. 结果表明,ZrO₂掺杂使Nb/PbO₂电极表面更致密、粗糙,结晶尺寸更小,增大了电极比表面积,提高了电极电催化活性. Nb/ZrO₂+PbO₂电极活性层主要由β-PbO₂和少量的α-PbO₂以及部分ZrO₂共沉积而成. 有较高的析氧电位、吸附电容和较低的电荷转移电阻,其甲基橙（MO）降解电催化活性更佳,降解过程受扩散控制.     

钕掺杂二氧化铅复合阳极的电化学性能研究

利用电沉积法制备了钕（Nd）掺杂钛（Ti）基二氧化铅（PbO₂）复合阳极,采用扫描电子显微镜（SEM）、X 射线衍射（XRD）、电化学阻抗谱、线性扫描伏安法、循环伏安法等对所制备电极的表面形貌、物相组成及电化学性能进行了分析. 结果表明,Nd 掺杂使得 PbO₂ 阳极表面颗粒变小、结构更加致密,增大了电极比表面积,改善了电极电化学性能. PbO₂ 和 PbO₂-Nd 阳极表层主要为β- PbO₂,Nd 掺杂提高了β- PbO₂ 的结晶纯度,改变了表面相的相对丰度,促进了β(101)晶面形成. PbO₂-Nd 阳极具有更小的电化学反应电阻,更高的析氧电位,更强的电子交换能力和更长的使用寿命. 将所制备电极应用于处理苯酚模拟难降解有机废水,PbO₂-Nd 阳极对苯酚具有更好的电催化氧化效果,降解3 h,苯酚去除率达85.7%,COD 去除率达73.8%. 循环使用6 次,PbO₂-Nd 阳极电催化活性无明显衰减,显示出更好的电催化耐久性.     

Pr-PVP掺杂Ti/PbO2电极制备及其在有机物降解中的应用

在Ti基体上,采用电沉积法制备了镨和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)掺杂的Ti/SnO₂-Sb₂O₃/Pr₂O₃-PVP-PbO₂ 电极. SEM显示Ti/SnO₂-Sb₂O₃/Pr₂O₃-PVP-PbO₂ 电极表面颗粒细化,镀层结构更加致密和均匀,XRD 测试表明掺杂使可以使电极的表面颗粒变小.循环伏安 (CV)分析表明共掺杂改性后的电极电催化活性明显提高.强化寿命测试显示Ti/SnO₂-Sb₂O₃/Pr₂O₃-PVP-PbO₂ 电极稳定性更好,使用寿命更长. 将所制备的电极应用于亚甲基蓝(MB)模拟染料废水的降解测试,与常规的Ti/PbO₂ 电极相比,Ti/SnO₂-Sb₂O₃/Pr₂O₃-PVP-PbO₂ 电极对亚甲基蓝具有更好的脱色率和 COD 除去率. 降解120min 后,对30 mg·L ^-1 亚甲基蓝的去除率分别可达到99%,对COD去除率为87.9%.     

温度对PbO2电沉积形核生长过程的影响研究

为了探讨温度对PbO₂电沉积形核生长过程的影响,在25℃、35℃、45℃、55℃、65℃使用电化学工作站测试了PbO₂在玻碳电极上沉积过程的循环伏安曲线、计时电位曲线及计时电流曲线,并对不同温度下电沉积的PbO₂镀层进行了SEM和XRD分析. 结果表明,在不同温度下PbO₂都经历了成核和核生长过程. 温度的升高没有改变PbO₂电沉积三维连续成核的模式,降低了沉积过程溶液阻力,对成核和晶体生长速率均有促进作用,在晶核密度达到饱和晶核密度以前,是以促进成核速率为主,减小PbO₂颗粒尺寸. 达到饱和晶核密度后,电沉积后期以促进晶体生长速率为主,不利于形成细小PbO₂颗粒.高温使得析氧速率提高,能耗增大.由实验结果得出,在55℃时得到的PbO₂镀层粒径最小.     

不同电极材料对溴离子电氧化的影响

通过溴离子在PbO₂、Pt、石墨和2种DSA电极上循环伏安和电流效率的测量,发现各种电极材料对溴离子氧化的催化作用不同,在酸性条件和中性条件下溴离子的氧化情况也有明显差别.溴离子氧化的最佳条件是在中性溶液中使用PbO₂电极,电流效率最高可达到96.1%,并且氧化电位较低,氧化电流较大.     

纳米PbO2修饰电极安培检测器流动注射法快速测定化学需氧量

采用以纳米PbO₂修饰电极为工作电极的安培检测器,用流动注射法快速检测水体中的化学需氧量(COD).根据纳米PbO₂修饰电极催化氧化电流的大小测定样品的COD值,在50-1 200 mg/L COD的范围内,电流响应与标准水样中的COD_Cr值呈线性关系,检出限为20 mg/L.该法不需对水样进行预处理,不使用有毒试剂,无二次污染,具有快速、简便、进样量少及工作电极使用寿命长等优点,与COD_Cr国家标准分析法对比具有较好的相关性.     

3-甲基吡啶在PbO2-SPE组合电极上的电氧化研究

采用热压法制备PbO₂-SPE组合电极,通过循环伏安和稳态极化曲线测量研究了该电极对3-甲基吡啶电氧化反应的活性.考察了阳极液中有、无液相支持电解质和不同阴极液情况下,电流密度与过电位和过电位与槽压的关系.初步研究了利用PbO₂-SPE组合电极在无液相支持电解质的溶液中进行3-甲基吡啶电氧化制取烟酸的可行性,给出了特定条件下的选择性和电流效率.     

铅锑电极上PbO2生长过程的研究

应用电位阶跃和阻抗跟踪法,考虑基底铅氧化电流的影响,研究了铅锑电极上PbO₂的生长过程,探讨了锑对这一过程的影响。铅锑电极上PbO₂生长过程符合二维瞬时成核和生长过程机理,锑将抑制这一过程的进行。     

β-PbO2/Sb-SnO2/Ti电极的苯酚电催化性能研究

采用刷涂热解和电镀制得了β-PbO₂/Sb-SnO₂/Ti电极. 采用X射线衍射（X-ray Diffraction,XRD）和扫描电镜（Scanning Electron Microscope,SEM）进行分析与观察,Sb-SnO₂中间层抑制PbF₂的生成,NaF促进二氧化铅晶粒的成型与分散,消除了β-PbO₂聚团. 据谢乐公式（Scherrer）计算晶粒尺寸为25.2 nm,电极表面结晶度高达100%. 极化测试显示,β-PbO₂/Sb-SnO₂/Ti电极扩散段电位区、析氧电位和Tafel斜率分别为1.85 ~ 2.15 V、2.08 V和0.84,优于β-PbO₂/Ti电极的1.40 ~ 1.80 V、1.75 V和0.36. 使用β-PbO₂/Sb-SnO₂/Ti、β-PbO₂/Ti电极在9 mA·cm^-2电流密度对苯酚模拟废水处理240 min,前者COD（Chemical Oxygen Demand）去除率、电流效率（Instant Current Efficiency）高达90.1%和63.28%,优于后者66.9%和44.96%. 寿命测试表明,β-PbO₂/Sb-SnO₂/Ti电极与β-PbO₂/Ti电极相比延长10倍,工业寿命可达8.6a,有较高的工程应用价值.     

钛基氧化物电极的性能及电化学行为

本文研究了某些氧化物中间层对Ti/PbO_2、Ti/MnO_2、Ti/Co_3O_4和Ti/CuCo_2O_4电极性能及电化学行为的影响。结果表明,Ti/MnO_2或Ti/PbO_2电极在加入Co_3O_4、PdO_x、SnO_2或Sb_2O_3中间层后,界面电阻大大降低。在低于出现电阻极化电流密度时,极化曲线符合Tafel规律(无论对于O_2或Cl_2,低极化区的Tafel斜率为厶b_1=2.303RT/(1+β)F;高极化区为b_2=2,303RT/βF,其中β=0.5)这时主要为电化学极化。对有中间层Sb_2O_3+PdO_x的Ti/PbO_2电极和具有中间层SnO_2+PdO_x的Ti/Co_3O_4电极,其阳极析Cl_2的反应活性与工业用的Ti/RuO_2+TiO_2电极相近,而氧的过电位则高于Ti/RuO_2+TiO_2电极。     

2-甲基吡啶的电氧化研究

在质子交换膜的电解槽内，以PbO2／Ti为阳极，通过稳态极化曲线测量，考察了温度、硫酸浓度和2-甲基吡啶浓度对2-甲基吡啶电氧化的影响．通过正交试验和高效液相色谱分析确定了电氧化2-甲基吡啶的最佳条件．     

2-甲基吡啶在PbO2-SPE组合电极上的电氧化研究

分别采用热压法和热压-电镀法制备PbO2-SPE组合电极, 通过循环伏安和稳态极化曲线测量, 研究了这两种电极对2-甲基吡啶电氧化反应的电催化活性, 同时考察了工作电极电解液中有、无液相支持电解质电位与电流密度的关系及不同对电极电解液情况下, 电流密度与过电位和过电位与槽压的关系. 通过一般PbO2电极与热压-电镀法PbO2-SPE组合电极在电流密度与过电位和电流密度与槽压变化的比较, 发现热压-电镀法制备的PbO2-SPE组合电极在相同过电位下具有更高的电流密度, 在相同电流密度下具有较低的槽压.     

某些离子对Cr_2O_7~（2－）阳极形成过程的影响

某些离子对Ｃｒ_２Ｏ_７~（２－）阳极形成过程的影响金世雄,周志刚,王岚（南开大学化学系,天津３０００７１）Ｃｒ（Ⅲ）阳极氧化为Ｃｒ（Ⅵ）是工业制取铬酸及其盐类的主要方法,也是从含铬工业废水中回收Ｃｒ（Ⅵ）的主要途径．文献￣［１］曾表明,Ｃｒ（Ⅲ）的阳?..     

硫酸介质中Pb电极氧化物成长过程的研究

采用实时交流阻抗测量与激光扫描微区光电流技术相结合的现场方法,对铅电极在硫酸溶液中ＰｂＯ和ＰｂＯ＿２的生长过程进行了研究．发现电极在ＰｂＯ的形成区中氧化５ｍｉｎ后,电极欧姆阻抗和ｔ￣（１／２）呈一直线关系,这表明ＰｂＯ是均匀分布在电极表面而成长的．激光扫描微区光电流的实验进一步证实了这一结论．实验中还发现ＰｂＯ＿２在ＰｂＯ层中是局部发生与发展的．     

纳米PbO2修饰电极电催化氧化性能的研究

利用旋转圆盘电极对纳米PbO2修饰电极的电催化氧化性能进行了初步的研究．实验表明由于电极表面PbO2晶粒呈纳米结构，使纳米PbO2修饰电极表面具有大的比表面积，高的表面活性中心，良好的导电性及宏观隧道效应，使得纳米PbO2修饰电极对苯酚有很好的氧化催化性能，用安培法测定了多种有机物在纳米PbO2修饰电极上的电流响应，实验表明，纳米PbO2修饰电极可以作为分析传感器用于有机化合物的测定中.     

羟基新戊醛在PbO2-SPE组合电极上的电氧化研究

采用热压-电镀法制得PbO₂-固体高聚物电解质(SPE)组合电极. 通过伏安曲线和槽压与过电位曲线的测量, 研究羟基新戊醛在该组合电极上电氧化行为. 通过PbO₂-SPE组合电极在阳极液中有、 无液相支持电解质及不同阴极液情况下的循环伏安曲线和线性伏安曲线比较, 证明该组合电极对羟基新戊醛氧化有较好的电催化作用.     

Ti／SnO2＋Sb2O3／PbO2阳极的性能研究

以ＳＥＭ、ＥＤＳ和ＸＲＤ研究Ｔｉ／ＳｎＯ２＋Ｓｂ２Ｏ３／ＰｂＯ２阳极，测定该阳极在１ｍｏｌ／ＬＨ２ＳＯ４中的使用寿命及其电化学参数ａ，ｂ，ｉ０并用双位垒模型讨论了其动力学参数。结果表明该电极具有优良的电化学性能和较长的使用寿命。