光电催化氧化甲醇电极

直接甲醇燃料电池 (DMFC)可直接利用甲醇 ,无须中间转化装置 ,具有系统结构简单、体积能量密度高、燃料补充方便等优点 .从提高电流密度和稳定催化剂本征活性这两方面来看 ,DMFC需要解决的关键问题是使甲醇直接氧化的阳极材料 .近年来有关此类阳极材料的制备与催化性能的研究报道日益增多 [1,2 ] ,但都是单纯地从光催化或电催化的角度出发 .本文提出一种利用 Ti O2 为光催化剂 ,Pt- Ru为电催化剂 ,试图将光催化与电催化反应发生于一体 ,使甲醇能得到联合的催化氧化作用 ;同时为了能进一步增加Ti O2 的光催化氧化能力 ,改变 Ti O2 - n…     

二氧化钛纳米管阵列光电催化同时降解苯酚和Cr(VI)

采用电化学阳极氧化法在纯钛箔基底上制备了TiO2纳米管阵列,并运用X射线衍射、扫描电镜和电化学工作站对其进行了表征.结果表明,所制样品是锐钛矿相,管径约为100nm,管长约为2μm,在0.5V偏压下光电流最大.以苯酚和Cr(VI)混合溶液为目标污染物,考察了TiO2纳米管阵列光电催化同时去除苯酚和Cr(VI)的反应性能...     

ZnFe2O4/TiO2纳米管阵列电极的制备及光电催化降解苯酚的研究

采用阳极氧化法和电沉积法制备出具有可见光响应的ZnFe2O4/TiO2纳米管阵列电极.用环境扫描电子显微镜(ESEM)、X-射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对制备的ZnFe2O4/TiO2纳米管阵列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ZnFe2O4纳米颗粒均匀分散在TiO2纳米管中,分布在管口处的较少.同时,详细讨论了反应物浓度、沉积时间、循环次数、沉积电压对ZnFe2O4/TiO2纳米管阵列电极性能的影响.通过在可见光下降解苯酚评价了复合电极的光催化活性,实验结果表明:由于ZnFe2O4和TiO2之间的协同效应,复合电极的光响应范围扩展到了可见光区域,光电催化活性提高1.5～2倍.     

微流控-热电极系统检测水中苯酚

利用集成热电极的微流控芯片进行了苯酚的检测,在优化条件下得到苯酚的线性方程为Y=37.49c+2.16×10-4,相关系数为R=0.9918,检出限为5×10-8mol/L。热电极提高了检测的灵敏度且改善了重现性。由于微芯片具有便携性好、成本低廉等优点,可用于野外及生产现场等苯酚的含量测定。     

光电催化降解邻苯二甲酸二乙酯的研究

采用sol-gel法制备TiO2薄膜光电极，以该电极为工作电极，铂丝作对电极，饱和甘汞电极为参比电极，对邻苯二甲酸乙酯的光电催化降解进行了研究。结果表明：该电极具有n型半导体的特征行为，在外加偏压为＋0．7v、pH=2、50mg／L的H2O2中对初始浓度为50mg／L的DEP溶液光照180min降解率达67．85％，讨论了氧的存在、外加偏压等因素对光电催化反应的影响。     

钛基表面N掺杂TiO_2纳米管电极的光电催化性能

利用电化学阳极氧化法和浸渍法制备出N掺杂TiO2纳米管电极。采用扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见/漫反射吸收光谱(UV-Vis/DRS)技术对其进行表征。考察了该电极对甲基橙的光电催化活性,结果表明:N掺杂前后TiO2纳米管形貌相似,管径约90nm,N掺杂后TiO2对波长大于400nm的光吸收明显提高,并且吸收边界发生红移。氨水浓度为1.5mol/L时,制备的N掺杂TiO2纳米管电极对甲基橙的光电催化活性最高。对N掺杂机理进行了探讨。     

钛基TiO2纳米管阵列电极的光电催化性能

应用电化学阳极氧化法在纯Ti基底上制备高度有序的TiO2纳米管阵列,考察了Ti/TiO2光阳极的光电化学响应.以苯酚溶液为目标污染物,研究Ti/TiO2电极的光电催化性能,并与光催化性能进行比较.结果表明,该电极光电催化性能优于光催化性能.施加0.6 V电压时,光电催化性能最好.电化学阻抗谱分析显示,光电催化和光催化降解过程的速控步骤均为表面反应步骤,外加偏压减小了界面电荷转移阻抗,提高了光生载流子的分离效率.     

钛电极苯酚降解反应动力学的Monte Carlo模拟

应用Monte Carlo方法,结合化学反应随机过程理论,模拟钛电极上苯酚电催化氧化反应机理,研究苯酚降解时间、初始浓度、电极的催化性能及反应中间产物对降解过程的影响.结果表明:苯酚浓度随时间变化逐渐降低并渐趋稳定,苯酚初始浓度较高时降解速率快,具有较高催化性能的电极对降解第1步反应的影响较大,可有效减少中间产物停留时间,但控制第1步反应则对降解过程尤其是第2步反应的产物有明显影响,而控制第2步反应对降解过程影响很小.     

五氯苯酚离子选择电极的研制

本文报道以三庚基十二烷基铵与三氯苯酚离子缔合物为电极活性物制备的PVC膜五氯苯酚离子选择电极。该电极具有Nernst响应范围宽2×10~(-5)M～1×10~(-1)M、灵敏度高.斜率S为60、检测下限低5×10~(-6)M、选择较好、响应时间短等特点、且电极连续工作电势读数稳定性好等优点。适用于自动监测及电位滴定分析。     

Ag/TiO2对含酚废水的光电催化降解

Ag/TiO2对含酚废水的光电催化降解;Ag/TiO2; 光电催化; 苯酚;电解质     

光电催化降解磺基水杨酸的研究

 建立了以刮浆工艺制得的TiO2／Ni为工作电极、泡沫镍为对电极、饱和甘汞电极为参比电极的光电催化反应体系,研究了在磺基水杨酸（SSal）的光电催化降解过程中,外加电压和溶液pH值对降解速率的影响．实验发现,外加阳极偏压为700mV时,SSal能发生有效降解,降解速率受溶液pH值的影响;随着SSal降解的进行,阳极表面电阻出现较大的变化．另外还研究了SSal光电催化降解过程中的电流变化特征．     

氧气直接氧化苯制备苯酚

苯酚是重要的化工原料,其工业生产主要是通过异丙苯氧化法制备,该方法存在制备流程长、消耗丙烯多以及产生大量副产物等不足。苯直接氧化制备苯酚,特别是氧气直接氧化苯制备苯酚,因其步骤少、操作成本低、环境友好等特点已成为苯酚绿色制备的研究热点。本文较为系统地总结了氧气氧化苯液相法合成苯酚的研究工作,综述了该反应体系下的反应机理以及所使用的催化剂、还原剂等;归纳了反应温度、反应压力、还原剂用量及反应溶剂等反应条件对苯酚产率的影响;分析了目前氧气直接氧化苯液相法制苯酚研究中存在的问题,并总结了未来的研究方向。     

用于电催化析氧反应电极的制备策略

随着能源枯竭和环境污染等问题的日益严重,开发清洁可再生能源及相关新型技术迫在眉睫。近年来,水分解、金属-空气电池等电化学能源储存和转换技术得到人们的广泛关注。电催化析氧反应(Oxygen evolution reaction,OER)是其中的一个关键反应,大量高性能的OER电催化剂不断见诸报道。除了材料本征催化活性的影响,不同的电极制备方式同样会对催化剂性能的发挥起到重要作用,越来越多的研究者致力于探索高效OER电极的设计与制备方法。本综述从方法论的角度,详细介绍了目前高效OER电极的制备策略,讨论了各类制备方式的优势和不足,总结了相关工作的最新研究进展,概述了新型电极的制备方法。最后,对电极制备策略的发展方向进行了总结与展望。     

分子氧催化氧化苯直接合成苯酚

苯酚是重要的有机合成中间体,当前主要通过异丙苯法合成苯酚的技术路线存在制备流程长、消耗丙烯、副产丙酮等不足。以分子氧为氧化剂由苯氧化直接合成苯酚则具有潜在重大的经济效益、社会效益和环境效益,已成为催化与有机合成等研究领域中极具挑战性的热点课题之一。本文较为系统地总结了分子氧氧化苯通过一步法合成苯酚的研究工作,着重综述了用于该反应的催化剂如Pd、Cu、V等金属或其化合物,也归纳了影响此反应的主要因素,并介绍相应的反应机理。最后,对分子氧催化氧化苯合成苯酚反应的研究提供了一些建议和展望。     

一种新型光电催化反应器的研制及甲酸的光电催化深度氧化

 研制出一种新型的悬浮态光电催化反应器，并以甲酸为研究对象，对该光电反应器进行了光电流增强和COD脱除的表征．研究了光催化、电催化氧化及光电协同催化体系降解甲酸的电压－电流曲线．数据表明，在相同的电压下，光电协同催化体系的电流远高于电化学氧化体系的电流与光催化体系中光电流之和．同时，还研究了一系列物理化学因素如外加电压、光催化剂浓度和空气流量等对光电催化反应的影响．实验结果表明，自行研制的新型悬浮态光电催化反应器具有良好的协同效应，且所需光催化剂的最佳浓度远低于其他同类光电催化反应器的最佳浓度．在该光电催化反应器中，压缩空气可有效地增强传质效应和悬浮态中光激发的TiO2颗粒在电极表面的碰撞几率，从而使得外电场可有效地捕获光生电子．     

Degradation of Phenol by Hydroxyl Radicals on Different Coating Lead Dioxide Electrodes

Lead dioxide electrodes on Ti substrates were prepared by thermal-deposition or electro-deposition. The amount of hydroxyl radicals generated at the electrodes prepared by the above-mentioned two methods was compared with that at the electrodes mingled with Bi or La prepared by electro-deposition. The experimental results indicate that the highest concentration of hydroxyl radicals generated by thermal-deposition, electro-deposition mingled with nothing, electro-deposition mingled with Bi or La was 0.781, 1.048, 1.838 or 2.044 μmol/L, respectively. When phenol was electrolyzed on the four electrodes at a current density of 30 mA/cm2, the removal efficiency of phenol after electrolysis for 1.5 h was 87.30%, 93.55%, 97.95% or 98.70%, TOC removal efficiency after electrolysis for 5 h was 86.76%, 94.26%, 98.53% or 99.60%, respectively. Through the degradation experiments of phenol, the amount of hydroxyl radicals was responsible for the removal efficiency of phenol. The electro-catalytic characteristics were investigated by SEM, the generation amount of hydroxyl radicals, the degradation degree of phenol and the stability and conductivity of the electrodes were also investigated. The experimental results indicate that the four electrodes all show good electro-catalytic characteristics; the electro-catalytic characteristics of the electrode mingled with La were superior to those of the other three ones, and the electrochemical degradation of phenol followed one-step reaction dynamics.     

Corona Above Water Reactor for Systematic Study of Aqueous Phenol Degradation

A small batch reactor is developed to study the removal of phenol from a thin layer of water by creating pulsed corona discharges above the water. Pulses of up to 40 kV are applied with a duration of ~50 ns and an energy of ~60 mJ. In this CAW (Corona Above Water) reactor an ozone yield of upto 90 g/kWh is obtained in ambient air. The phenol degradation is 48 g/kWh, using a 1 mM initial concentration in demineralized water. The degradation yield increases to almost 100 g/kWh by adding to the water either H₂O₂ or Fe₂SO₄ or NaOH. The first two additions are considered to increase to amount of OH radicals. In the case of NaOH addition it is observed that much more ozone dissolves in the water. The addition of the OH scavenger t-butanol shows that in most cases the main oxidation route of phenol in the CAW reactor is direct ozone attack.     

La1－xSrxNi1－yFeyO3型钙钛矿双功能氧电极的电化学性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了一系列La_1－xSr_xNi_1－yFe_yO₃ (x＝0, 0.1, 0.2, 0.5; y＝0～1.0)型的钙钛矿催化剂, 以活性碳为载体, PTFE乳液为粘接剂制备双功能氧电极. 对催化剂进行了XRD结构分析以及SEM分析和BET比表面积测量. 采用三电极体系测试了氧电极的稳态极化曲线和电化学交流阻抗谱并对其阴极极化和阳极极化的交流阻抗谱图进行分析. 通过等效电路的拟合研究了该系列双功能氧电极氧还原反应的工作机理. 实验表明对于LaNiO₃化合物, B位掺杂可显著提高催化剂的电催化性能; 电极氧还原反应的极化主要由电荷转移反应和Nernstian扩散过程造成. 通过各个电极对于催化分解H₂O₂的分解速率常数的测定得知, Ni离子对于催化H₂O₂分解反应的活性大于Fe离子, 继续在对于氧还原反应和氧析出反应都具有较高电催化活性的LaNi_0.8Fe_0.2O₃催化剂上进行A位掺杂Sr离子后显著提高了催化剂分解H₂O₂的催化活性, 主要是因为氧空位的增多和金属离子d电子含量的降低有利于催化分解H₂O₂的活性的提高, 但由于氧空位的增多导致催化剂电导率的降低, 所以其电催化活性降低了. 通过多圈循环伏安扫描的测试, 催化剂LaNi_0.8Fe_0.2O₃有很好的稳定性.     

活性炭表面性质对氧气扩散电极电催化性能的影响

 分别采用硝酸和空气氧化处理制得具有不同表面性质的粉末活性炭,并以此为催化层材料制成炭基氧气扩散电极,测定了不同电极的极化曲线和电化学阻抗谱. N2物理吸附和He程序升温脱附(He-TPD)研究表明,硝酸处理对活性炭孔结构的影响较小,但可使其表面含氧基团明显增加; 而空气氧化处理则会导致活性炭的中孔面积和孔容显著增大,但对表面含氧基团的影响较小. 极化曲线和电化学阻抗谱研究发现,当活性炭的孔结构相近时,电极的催化性能随着表面含氧基团的增多而急剧下降; 当活性炭表面含氧基团的量相近时,中孔孔容增大将导致电极催化性能的恶化. 与活性炭表面含氧基团相比,孔结构对氧气扩散电极的电化学性能具有更显著的影响.