新型双功能复合忆极的制备及其加速水中有机污染物降解作用的研究

介绍了新型复合电极的制备方法、其双功能特性以及在提高水中有机污染物（如苯胺）降解速度所起的作用，并对其作用机制进行了讨论。实验结果表明，由空气电极和TiO2光催化剂组成的复合电极，当其工作电位控制在0.05V(vs.SCE)左右时，既具有良好的光电效应，又 具有以较高效率合成H2O2的特性，使溶液中的有机分子获得来自光催化氧化与光化学氧化两方面的联合降解作用，从而显著地提高了有机分子的氧化降解速度。     

TiO2担载在新型载体上的光催化电极

介绍了一种将TiO₂光催化剂担载在新型载体上的光催化电极.新型载体是用炭质材料和聚四氟乙烯制备的,它具有电合成H₂O₂的功能.在电流密度为15mA/cm²时,光催化电极不仅具有高达80%的电合成H₂O₂的电流效率,而且该电极的电位处在0.02V(SCE)左右,使载体表面的TiO₂光催化剂获得了约+0.47V的阳极偏压(相对平带电势),对增加TiO₂光催化反应效率十分有益.在具有新型光催化电极的光反应体系中,水中的有机分子受到来自溶液中大量·OH自由基(H₂O₂被紫外光分解的中间产物)的均相氧化(即光化学氧化),以及来自TiO₂表面光生空穴的复相氧化(即光催化氧化).在光化学氧化和光催化氧化的联合作用下,有机分子的矿物化反应速度显著提高.     

新型复合电极对偶氮染料分子的光催化降解

介绍了具有合成H2O2和光催化性能的双功能新型复合电极,并用X射线衍射、扫描电镜等方法进行了表征.双功能复合电极是将TiO2光催化剂负载在活性碳(AC)和具有合成H2O2性能的新型载体空气电极上形成的.在复合电极作阴极的光反应器中,* OH和TiO2光催化剂的存在实现了光化学氧化与光催化氧化在同一电极/溶液界面上的联合作用.实验结果表明,复合电极对提高偶氮染料分子活性艳红(K-2BP)的氧化降解速度起了重要作用,仅反应3 min,脱色率可达49%;反应80 min,偶氮染料分子COD去除率可达47%.     

降解水中有机毒物的新型反应体系研究

利用空气中的氧电化学合成H₂O₂,制备具有较高电流效率的空气电极.将空气电极用于构成降解有机毒物的新型反应体系电化学氧化体系、光激发氧化剂氧化体系和光电-Fenton氧化体系.实验测量了H₂O₂在不同体系不同条件下的分解速率,并与相应的传统式体系作了比较.实验测量了苯胺在新型体系中的矿化反应速率,发现H₂O₂的分解速率与苯胺的矿化速率有良好的平行关系,其中H₂O₂分解速率最快的光电-Fenton体系是氧化降解有机分子的最佳体系.通过光电-Fenton体系和光-Fenton体系的比较,揭示了空气电极/溶液界面在光电-Fenton体系中所起的重要作用.初步讨论了苯胺分子在光电-Fenton体系中矿化反应的机制.     

空气电极改性TiO2光催化剂的研究

将TiO2/C光催化剂负载在具有合成H2O2性能的空气电极上形成双功能新型复合电极.TiO2/C光催化层的微多孔特性使新型载体保持了高效合成H2O2的优势,J=15mA/cm2时,电流效率达到82%.新型载体又为TiO2/C光催化剂获得了阳极偏压,有利于将光生电子迅速导入载体,减少了光生载流子的复合.在新型光催化体系中,光化学氧化作用与光催化氧化作用有机地统一在同一电极/溶液界面附近,造成了该界面的强氧化环境,从而使有机分子的氧化降解速度得到显著提高.     

新型复合电极与偶氮染料分子的氧化降解反应的研究

介绍了具有合成H_2O_2和光催化性能的双功能型复合电极、双功能复合电极是 将TiO_2/C光催化剂负载在具有合成H_2O_2性能的新型载体上形成的。在光反应器 中,复合电极作阴极,钌-钛不溶性电极作阳极,低压汞灯作光源,实现了光化学 氧化与光催化氧化在同一电极/溶液界面上的联合作用。当反应器工作时,复合电 极中的TiO_2/C光催化层表面进行着光催化反应,在载体的三相界面上进行着O_2的 2电子H_2O_2的电化学反应,电流效率达82%（J = 15 mA/cm~2）,为·OH自由基的 生成提供了物质源,而且氧的2电子还原反应电位使其表面的TiO_2获得相对于平带 电位约+0.5 V的阳极偏压,改善了TiO_2的光催化活性。实验结果表明,复合电极 对提高偶氮染料分子活性艳红（K-2BP）的氧化降解速度起了重要作用。实验发现 偶氮染料分子在复合电极表面的吸附量与反应速度密切相关。文中讨论了复合电极 的作用原理及偶氮染料分子的氧化降解过程。     

Au单晶电极上H2O2的氧化反应研究

本文利用旋转圆盘电极系统研究了酸性介质中H₂O₂在Au(100)和Au(111)电极表面的电化学行为. 实验发现在Au电极上H₂O₂难以发生还原,但是当电位稍微正于H₂O₂氧化为O₂的平衡电势时即可发生氧化. 在Au(111)上H₂O₂氧化的起始电位比在Au(100)正0.1 V左右. Au(100)上的双桥位位点能增强反应中间体*OOH的吸附,可能是导致Au(100)上H₂O₂氧化反应超电势比Au(111)低的主要原因. 在较正电位区(E>1.2 V), 当电极表面被氧物种覆盖时,H₂O₂在两个电极上的氧化都会受到一定程度的抑制,这种影响在Au(111)上比Au(100)上更加明显,这与Au(111)上氧物种的生成与逆向还原可逆性差的趋势一致. 最后还将Au与Pt单晶电极上H₂O₂氧化的行为进行了对比分析.     

Ru(bpy)2(NCS)2染料敏化CdS/Zn2+TiO2复合半导体纳米多孔膜的光电化学

采用水热法合成了Zn²⁺离子掺杂的TiO₂纳米粒子[Zn²⁺掺杂量0.5%(物质的量的比)],并用光电化学方法研究了经Ru(bpy)₂(NCS)₂(bpy=2,2′bipyridine₄,4′dicarboxylicacid)分别敏化的掺杂Zn²⁺的TiO₂电极(简写为Zn²⁺-TiO₂)和CdS/Zn²⁺-TiO₂复合半导体纳米多孔膜电极的光电化学行为.实验证明Ru(bpy)₂(NCS)₂敏化CdS/Zn²⁺-TiO₂复合半导体纳米多孔膜电极比单独敏化Zn²⁺-TiO₂电极的光电转换效率高,且敏化Zn²⁺TiO₂电极和敏化CdS/Zn²⁺TiO₂复合半导体纳米多孔膜电极比Zn²⁺-TiO₂电极的光电流产生的起始波长都向长波方向移动.在360600nm范围内,Ru(bpy)₂(NCS)₂敏化CdS/Zn²⁺-TiO₂复合半导体纳米多孔膜电极光电转换效率最好.     

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%.     

钴电极在碱性溶液中氧化还原反应的现场共聚焦显微喇曼光谱研究

采用现场共聚焦显微喇曼光谱研究钴电极在碱性溶液中的氧化还原行为和生成物的喇曼光谱特征.研究结果表明:电位正向扫描时,在-0.64V左右Co氧化生成Co(OH)₂和CoO,随着电位正移逐步生成Co₃O₄,在正电位区电极表面层主要是Co₃O₄、CoOOH和CoO₂等;电位负向扫描时,电极表面上的高价含氧化合物相继还原为Co₃O₄和Co(OH)₂,并最终还原为Co.由不同电位下的生成物的喇曼光谱可以看出:电极表面上的氧化还原反应是随电位变化而逐步进行的连续化反应过程,并主要形成复合含氧化合物.     

A Novel Composite Electrode of Photocatalyst—TiO2／C Loading on the Surface of the Air （Oxygen） Electrode

The methods for preparing the H2O2 generating air (oxygen) electrode and the composite electrode of photocatalyst-TiO2/C loading on the surface of the air (oxygen) electrode were introduced.In the case of the composite electrode,the current efficiency of electro-generated H2O2 is higher than 80%(J≤15mA/cm^2).The degradation of aniline was used as an example to measure the influence of the composite electrode and compared with the system in which the air (oxygen) electrode and the photocatalyst-TiO2 were sqparated.The results confirmed that the composite electrode played an active role on accelerating the degradation rate of aniline.According to the measurement of the polarization curves of composite electrode and TiO2 photo anode,and of the adsorbing amount of aniline on the surface of the composite electrode,the principle of descending the recombination reta of photo-generated electron and hole and of enhancing the oxidation rate of organic molecule was described.The mechanism about the degradation of aniline was also discussed.     

空气电极/AC作载体对TiO2光催化性能的影响

The photo catalytic degradation of activated red in the aqueous solution was studied using TiO2 supported on air electrode and active carbon (AC) as photo catalysts. It was found that the photo catalytic reaction rate of TiO2 was obviously increased by the presence of air electrode and AC supported. The air electrode which has functions of synthesizing H2O2 in situ and photocatalysis was reported. The results also implied that biasing of the electrode at +0.5V led to efficient charge separation. The current density of air (oxygen) electrode had effect on the oxidation rate of azo dye molecule, i=15 mA/cm2, and the rate could reach maximum. With AC mass fraction of about 21% the oxidation rate for TiO2/AC was obviously larger than that for TiO2, but the result was contrary to this for higher AC mass fraction (>30%). The experiment results showed that because TiO2 was supported on active carbon, the effective surface area of the photo catalysis and their absorbability for organic molecules can be increased. The pH in solution had effect on the oxidation rate of organic molecules.     

用尖晶石型化合物NiCo2O4和复合镀技术制备析氧电极

为减少析氧电位、提高电极的稳定性、降低能耗和成本，人们一直在努力合成各种过渡金属复合氧化物作为析氧的电催化材料［１］．研究表明，尖晶石型化合物ＮｉＣｏ２Ｏ４对氧的析出有较高的催化活性［２］．但因其制备方法多为喷涂热解法，需４００℃以上温度，因此易发生...     

LiNi0.8Co0.2O2/CNTs Composite used as the Materials for Supercapacitor Electrodes

Stupercapacitors or electrochemical capacitors(ECs) have attracted considerable attentionas an intermediate power source between conventional capacitors and batteries since they possesshigh power density and energy density, exhibit excellent reversibility, and have long cycle life1.Conductive polymers2, electrically conductive metal oxide3,4, activated carbon5 and carbonnanotubes(CNTs) 6-9 have been used as supercapacitor electrode materials. LiNi0.sCo0.2O2 is apromising lithium battery material because it has some advantages of both LiNiO2 and LiCoO2besides its low cost and high power10.In this paper, the electrochemical properties of supercapacitors based on LiNi0.8Co0.2O2/carbonnanotubes composite and LiNi0.8Co0.2O2/acetylene black composite and CNTs in 1 mol/LLiClO4/EC+DEC [V(EC):V(DEC)=1:1] electrolyte have been investigated by means of constantcharge/discharge current tests. The experiment results show that the LiNi0.8Co0.2O2/carbon nanotubescomposite has better properties than others, and the maximun specific capacitance of thesupercapacitor can reach 284.88F/g, while the energy density is up to 158.27Wh/Kg.That discharge capacities, coulombic efficiencies and energy densities at the first cycle and themaximum value and capacity retention at the 100th cycle for supercapacitors using differentelectrode materials (A) LiNi0.8Co0.2O2/acetylene black, (B) LiNi0. 8Co0.2O2/CNTs, (C) CNTs is listedin table 1*Capacity retention rate obtained by dividing the discharge capacity at the 100th cycle by themaximum valueFrom above, the LiNi0. 8Co0.2O2/carbon nanotubes composite should be a good candidatesupercapacitor electrode material.     

氧在铁卟啉/聚吡咯膜修饰电极上的还原

用旋转环盘电极技术研究含中位四（ 对磺基苯基） 卟啉合铁（ＦｅＴＰＰＳ） 的聚吡咯膜覆盖的玻碳电极上的氧还原过程． 结果表明该修饰膜的存在降低了氧还原的过电位,还原产物中有Ｈ２Ｏ２ ,过程用异相氧化还原催化（ＥＣ） 机理解释． 与金或铂比较,碳是较好的电极基体材料,适合于产生破坏水中有机物所需的过氧化物． 在酸性介质中氧在该膜修饰电极上的还原速度比在中性介质中大,由ＫｏｕｔｅｃｋｙＬｅｖｉｃｈ 关系式求出修饰膜中催化剂和分子氧反应的表观速度常数值．     

光催化与光化学联合降解苯胺

水中许多难于被其它方法降解的有机污染物（例如卤代烃、表面活性剂、多氯联苯、染料等）能在ＴｉＯ２的光催化作用下发生矿物化的降解反应,被氧化为ＣＯ２、Ｈ２Ｏ等简单的无机物,对环境不会带来二次污染［１～３］．近年来有关ＴｉＯ２纳米晶（或微晶）膜的制备与光催...     

Ti/TiO_2纳米管阵列/PbO_2-Pr电极制备及在电氧化有机废水中应用

以二氧化钛纳米管阵列(TiO_2NTs)为基体,利用脉冲电沉积的方法将Pr掺杂的PbO_2修饰到TiO_2NTs管中,制备出新型电极材料Ti/TiO_2NTs/nanoPbO_2-Pr用来降解有机废水。通过循环伏安测试(CV)和线性伏安法(LSV)等手段对电极性能进行评估,研究表明,新型电极材料Ti/TiO_2NTs/nanoPbO_2-Pr具有高的电催化活性。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等对其进行表面形貌、晶形结构和元素组成进行研究。结果表明,通过脉冲电沉积成功将Pr-PbO_2沉积到TiO_2纳米管中,其中元素Pr是以Pr_2O_3形式存在。亚甲基蓝降解实验证明,Ti/TiO_2NTs/nanoPbO_2-Pr电极降解120min后亚甲基蓝的去除率高达99.8%。