WC颗粒改性钛基二氧化铅复合电极材料的电化学性能研究

为了提高锌电积用惰性阳极材料钛基二氧化铅的电催化活性和耐腐蚀性能,采用阳极氧化法制备了掺杂WC颗粒改性的钛基二氧化铅复合阳极材料。通过扫描电镜表征了电极材料的微观形貌,采用析氧极化曲线(LSV)、塔菲尔曲线和交流阻抗(EIS)研究WC添加量对复合阳极材料在电解锌液中的电催化性能和耐蚀性的影响。结果表明:WC与β-Pb O2复合电沉积能增强电极耐蚀性和电催化活性,当WC添加量为40 g/L时,所制备的复合电极材料结构致密,交换电流密度j0为6.71×10-3A·cm-2,电极自腐蚀电流密度Icorr为2.884×10-6A·cm-2,有较好的电催化活性和耐蚀性。     

Ni-P-TiO2化学复合镀层电极的乙醇电催化氧化

于Ni-P镀液添加TiO2颗粒,用化学镀法在黄铜基底上制备不同TiO2含量的Ni-P-TiO2复合镀层电极.采用循环伏安法、线性扫描法、计时电流和交流阻抗法测定Ni-P-TiO2/Cu电极的电化学性能.结果表明:常温下Ni-P-TiO2/Cu电极在碱性溶液中对乙醇氧化有很高的电催化活性;Ni-P-TiO2电极上乙醇的电催化氧化活性随镀层TiO2量的不同而异;镀液中TiO2含量为5 g.L-1时,所得电极的电催化乙醇氧化的活性最佳.     

Ni-W-TiO2复合电极在碱性介质中的析氢电催化性能

具有较高的析氢电催化活性的镍基多元合金材料已广为报道。近年来通过复合电沉积技术在电极中掺入RuO2、ZrO2、WC等非溶性固体微粒制备的复合功能电极材料用于析氢方面的研究已有报道,这些复合电极对析氢反应都有明显的催化作用。但是用电沉积的方法在电极中掺入TiO2制备的复合功能材料的研究还未见报道,本文研究了Ni-W-TiO2复合电极的制备、形貌结构以及在碱性介质中的析氢电催化活性和电化学稳定性。     

复合电沉积制备Ni/NiFe2O4电极及其电催化析氧性能

采用共沉淀法制备尖晶石型NiFe2O4粉体,然后将其加入瓦特镀镍液中,采用复合电沉积制备Ni/NiFe2O4复合电极。通过改变镀液的pH值、阴极电流密度jk等条件,探索最佳工艺条件。运用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射仪(XRD)表征粉体以及复合电极的组成和结构。结果表明,在镀液pH值为5.8～6.0、jk为40×10-3～60×10-3A/cm2条件下,所得复合电极中NiFe2O4的质量分数最高可达55.15%。采用循环伏安、稳态极化以及恒电势阶跃,研究了电极在5 mol/L KOH溶液中的电催化析氧性能。与Ni电极对比,Ni/NiFe2O4复合电极的电催化析氧性能更好,比表面积是镍电极的23.02倍,表观活化能降低了62.07 kJ/mol。恒电势长时间电解析氧实验表明,Ni/NiFe2O4复合电极在碱性介质中具有较高的析氧稳定性。     

金复合介孔SBA-15吸附血红蛋白在H2O2电催化反应中的应用

以P123嵌段共聚物表面活性剂为模板剂制备介孔氧化硅SBA-15,并用沉积-沉淀(DP)法在SBA-15介孔表面负载纳米Au颗粒制备得到金复合介孔SBA-15材料(Au-SBA-15).再以Au-SBA-15材料制备玻碳修饰电极,将血红蛋白固定于修饰电极上用循环伏安法考察其对不同浓度H2O2溶液的电催化反应.在固定了血红蛋白的Hb/Au-SBA-15/GC修饰电极上,H2O2在+0.95 V处出现了氧化峰,且随着H2O2浓度的增大峰电流不断增加,说明金复合介孔氧化硅材料具有良好的生物兼容性,有利于血红蛋白的固定,其修饰电极对H2O2溶液具有一定的电催化作用.     

阳极电沉积条件对Ti/SnO2-Sb2O5/PbO2+Nano-Co3O4复合电极组成、形貌和结构的影响

本文在涂有中间层SnO2-Sb2O5的Ti基体上,采用阳极复合电沉积法制备了Ti/SnO2-Sb2O5/PbO2+Nano-Co3O4复合电极材料,借助于X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电镜（SEM）等分析方法研究了制备条件对该复合电极材料的组成、结构和形貌的影响。结果表明,纳米Co3O4的掺杂可提高PbO2电极表面的粗糙度和空隙率;沉积电位、镀液中Co3O4粒子浓度及有机溶剂的添加均对镀层中Co3O4的嵌入量有很大影响。     

Ti/SnO2+Sb2O3/Fe-PbO2电极电催化性能研究

制备了Ti/SnO2+Sb2O3/Fe-PbO2阳极,采用SEM、XRD和ICP对电极的表面形貌和组成进行了表征.为了考察电极的电催化活性,以苯酚为目标污染物,进行了电催化降解实验.研究结果表明Ti/SnO2+Sb2O3/Fe-PbO2电极电催化降解苯酚模拟废水的最佳工艺条件为:电流密度10mA/cm2、支持电解质Na2SO4浓度0.05 mol/L、温度25℃.在25℃时苯酚的电催化氧化降解反应遵循一级反应动力学规律,并且苯酚的电催化氧化主要是·OH参与的间接氧化,反应过程中电极表面产生的羟基自由基对苯酚的氧化去除起着主要作用.     

Ni/NiCo2O4复合电极的制备及其在碱性介质中的析氧性能

采用共沉淀法制备尖晶石型复合氧化物 NiCo2O4, 然后将其加入瓦特镀镍液中, 复合电沉积了 Ni/NiCo2O4复合镀层. 通过改变镀液pH值、阴极电流密度jk等条件, 探索复合电沉积的最佳工艺条件. 运用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)和X射线衍射(XRD)表征了复合镀层的表面形貌、颗粒含量和结构. 结果表明: 在镀液pH=6.2和jk=100 mA·cm-2的条件下所得Ni/NiCo2O4复合镀层中, NiCo2O4的含量达到最高(30.6%,w). 在5 mo·lL-1的KOH溶液中, 采用循环伏安、稳态极化和电化学阻抗法研究了电极的电催化析氧性能. 与镍电极对比, Ni/NiCo2O4复合电极的电催化析氧性能更高, 表观活化自由能降低了53.2 kJ·mol-1, 其析氧反应的表观交换电流密度是镍电极的7倍. 电化学阻抗谱分析表明, Ni/NiCo2O4复合电极在碱性溶液中析氧反应由电化学步骤和扩散步骤联合控制. 恒电位长时间电解析氧实验表明, 该Ni/NiCo2O4复合电极在碱性溶液中的析氧具有高的稳定性.     

磷钼酸修饰炭载Pd电极的H2O2电催化还原

采用化学还原法制备了炭载钯（Pd/C）催化剂,浸渍修饰磷钼酸（PMA）制备成复合催化剂. 通过XRD和红外谱图（IR）表征催化剂的组分和结构,采用线性扫描曲线及计时电流曲线考察了该电极的电催化性能. 研究表明,室温（20 ^oC）PMA-Pd/C电极的H₂O₂还原电催化活性更优.     

聚邻苯二胺修饰玻碳电极的制备及电催化性能

在磷酸盐缓冲溶液中研究了邻苯二胺在玻碳电极表面的聚合过程,探讨了各氧化还原峰的变化机理,用扫描电镜表征了聚邻苯二胺膜的形态结构。发现制备的聚邻苯二胺膜修饰电极对H2O2有显著的电催化还原特性,线性回归方程为:Δipa(μA)=-1.63 1.07cH2O2(mmol.L-1)(R=0.9947,n=19),线性范围为:5.89×10-2mmol.L-1~44.4 mmol.L-1,检出限为:0.02 mmol.L-1(3S/k),这对与产生H2O2的氧化酶相结合制备出响应各种底物的电化学生物传感器非常重要。考察了制备条件对膜电极电催化还原活性的影响,发现只有在弱酸条件下制备的膜电极才有较高的电催化活性。探讨了影响膜电极电催化还原灵敏度的因素,并考察了膜电极的稳定性。     

电化学制备普鲁士蓝-石墨烯复合物及对过氧化氢电催化性能研究

通过电化学方法制备了普鲁士蓝-石墨烯复合物,利用扫描电子显微镜(SEM)技术表征了石墨烯及石墨烯复合物的形貌结构特征。选取H2O2作为探针分子,采用电化学技术考察了普鲁士蓝-石墨烯复合物对的电催化性能。复合物修饰电极对H2O2具有良好的电催化还原活性,增强的催化活性可能与石墨烯与普鲁士蓝纳米颗粒之间的协同效应有关。复合物电极材料能够实现对H2O2的快速、灵敏检测,有望用作检测H2O2的传感平台。     

碳纳米管负载纳米铂修饰电极及电催化氧化H2O2的研究

采用化学气相沉积法在碳纳米管(CNT)上负载Pt纳米颗粒,并制备了CNT-Pt修饰玻碳电极(CNT-Pt/GCE).研究了该修饰电极在磷酸缓冲液中对H2O2的电催化氧化作用以及实验条件的影响.计算了H2O2在CNT-Pt/GCE上的电极反应速率常数.结果表明,CNT-Pt/GCE对H2O2的电化学氧化具有良好的催化作用,电极反应速率常数比铂电极高约2.65倍.初步探讨了电催化氧化机理,为酶电化学传感器的研制提供了一条新的途径.     

复合电沉积的最新研究动态

综述近年来国内外复合电沉积技术最新研究动态.重点探讨纳米复合镀层,电催化复合镀层以及光活性复合镀层等方面的研究现状和发展趋势.纳米复合镀层比一般的复合镀层具有更高的硬度,更好的耐磨性和耐蚀性;电催化复合镀层则可在纯金属电极,合金电极的基础上进一步降低电极反应的过电位.以金属氧化物,导电聚合物作为基质材料的电催化复合镀层已为现代复合电沉积技术开辟了一个新领域.     

用于电催化氧化甲醛的新型Ni(OH)2-X/CPE负载电极的制备

采用一种简易的方法制备了新型Ni(OH)2-X/CPE电极,并将其用于电催化氧化甲醛反应.采用扫描电镜和能量散射谱对所制Ni(OH)2-X/CPE电极进行了表征,并运用循环伏安法、电化学阻抗谱和计时电流法考察了该电极的电化学性能.结果表明,该Ni(OH)2-X/CPE电极对甲醛氧化表现出高电催化活性,这归功于X具有纳米孔结构和大的比表面积.电子传递系数和催化反应速率常数分别为0.7和6.1×104 cm3/(mol·s).该电极对甲醛氧化具有高而稳定的电催化活性,且制备重复性高,有望应用于燃料电池中.     

改性金属氧化物电极用于降解邻甲酚的性能研究

采用电沉积法制备了Ti/Ti O2-NTs/Pb O2、Ti/Ti O2-NTs/Ce-Pb O2、Ti/Ti O2-NTs/Fe-Pb O2三种电极,采用X射线衍射(XRD)、线性伏安扫描(LSV)、电极加速寿命等手段分别对所制备电极进行了表征,并以邻甲酚作为目标污染物评价了电极的电催化活性。研究结果表明,被Fe、Ce修饰后的两种Pb O2电极的析氧电位、稳定性、电催化活性均高于未修饰电极,且所制备的三种电极的活性催化层均为β型Pb O2,邻甲酚在三种电极上的电催化降解反应均遵守一级反应动力学规律。其中被Fe修饰的Pb O2电极是降解邻甲酚综合性能最佳的电极,该电极析氧电位为2.12 V,当电流密度为10 m A/cm2时对邻甲酚去除率为99.74%,COD去除率为60.31%,加速寿命是未修饰电极的2.6倍。     

Fe2O3/TiO2纳米管的制备及其光电催化降解染料废水性能

采用阴极电沉积和阳极氧化法制备了Fe2O3改性TiO2纳米管(Fe2O3/TiO2-NTs)电极,运用场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射和紫外-可见漫反射光谱等手段对其进行了表征,考察了其光电化学性能,并研究了复合电极光电催化降解甲基橙染料废水的反应性能.结果表明,Fe2O3的负载成功地将TiO2-NTs的光响应区间拓宽到可见光区域,Fe2O3/TiO2-NTs复合电极的光电流密度达到TiO2-NTs电极的3倍.在光电催化反应中,Fe2O3/TiO2-NTs复合电极对甲基橙的脱色效果明显优于TiO2-NTs电极,以Fe2O3/TiO2-NTs为阳极,光照5min,甲基橙溶液的脱色率可达90%以上.     

用于电催化氧化甲醛的新型Ni(OH)_2-X/CPE负载电极的制备（英文）

采用一种简易的方法制备了新型Ni(OH)_2-X/CPE电极,并将其用于电催化氧化甲醛反应.采用扫描电镜和能量散射谱对所制Ni(OH)_2-X/CPE电极进行了表征,并运用循环伏安法、电化学阻抗谱和计时电流法考察了该电极的电化学性能.结果表明,该Ni(OH)_2-X/CPE电极对甲醛氧化表现出高电催化活性,这归功于X具有纳米孔结构和大的比表面积.电子传递系数和催化反应速率常数分别为0.7和6.1×10~4cm~3/(mol·s).该电极对甲醛氧化具有高而稳定的电催化活性,且制备重复性高,有望应用于燃料电池中.     

碳纳米管/SnO2复合电极的制备及其电催化性能研究

采用液相沉积法制备碳纳米管(CNTs)/SnO₂复合材料, 并制备成电极, 分别与石墨/SnO₂及活性炭/SnO₂复合电极比较, 考察电催化降解有机废水的性能. 由于CNTs高的比表面积及优良的导电性能, 结合SnO₂良好的催化活性, CNTs/SnO₂复合电极电催化降解有机废水性能优越. 研究发现, CNTs的预处理情况、SnO₂负载量以及煅烧温度对复合电极的电催化性能有重要影响. 当功能化CNTs负载40% SnO₂, 煅烧温度600 ℃时, 所得CNTs/SnO₂复合电极电催化降解有机废水的能力是纯CNTs电极的2倍. 最后, 初步探讨了CNTs/SnO₂复合电极电催化降解有机废水的机理.     

纳米CeO_2颗粒改性钛基二氧化铅复合电极材料的析氧电催化活性研究

为了提高锌电积用惰性阳极材料钛基二氧化铅在电解锌液中的析氧电催化活性,采用阳极氧化法制备了掺杂纳米CeO_2颗粒改性的钛基二氧化铅复合阳极材料。通过扫描电子显微镜和能谱仪表征电极形貌及元素组成,利用X-射线衍射仪对镀层物相进行分析。利用循环伏安曲线(CV)和交流阻抗(EIS)研究纳米CeO_2添加量对复合阳极材料在电解锌液中的表面粗糙度的影响,并辅以扫描电镜表征了电极材料电催化活性提高的本质原因。结果表明:CeO_2与β-PbO_2-WC复合电沉积能增强析氧电催化活性,当CeO_2含量为16g·L~(-1)时,电极具有最高的表面粗糙度,表面活性点数目最多。由此证实稀土Ce起到孔引发剂的作用,使涂层的有效活性表面积增大,提高电极析氧催化活性。     

金属氧化物(Fe2O3, CuO,NiO)改性对TiO2纳米管阵列光电催化活性的增强效应

采用阳极氧化法和阴极电沉积法制备了Fe2O3,CuO和NiO纳米粒子改性的高度有序的TiO2纳米管(TiO2-NT)阵列.运用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM),透射电子显微镜(TEM),X射线衍射(XRD)和紫外-可见漫反射光谱等手段对Fe2O3/TiO2-NT、CuO/TiO2-NT和NiO/TiO2-NT复合电极进行表征.以苯酚为模拟污染物,考察复合电极的光电性能.结果表明,金属氧化物(Fe2O3,CuO,NiO)纳米粒子成功沉积在TiO2-NTs的管口、内壁和管底.金属氧化物改性复合电极的光电催化活性比未改性的TiO2-NTs提高了2倍以上.Fe2O3/TiO2-NTs在可见光区显示出最高的吸收强度.以Fe2O3/TiO2-NTs为阳极处理苯酚废水,光照120min后苯酚去除率达到96%,而未改性的TiO2-NTs的苯酚去除率只有41%.此外,Fe2O3/TiO2-NTs在生成低毒中间产物方面表现出良好的性能.较高的复合电极光电催化活性主要是由于TiO2纳米管和过渡金属氧化物纳米粒子间构筑的高界面面积异质纳米结构,有效地促进了电子转移,抑制了光生电子-空穴对的复合.