阳极共沉积法制备Fe和Co掺杂PbO2电极及其性能表征

采用阳极共沉积的方法制备了Fe和Co掺杂Ti/PbO2电极。 用XRD、SEM及循环伏安法研究了Fe和Co掺杂对Ti/PbO2电极的影响。 结果表明,掺杂Fe和Co的Ti/PbO2电极与纯Ti/PbO2电极相比,虽然形貌变化很小,但在结构和性质上发生了改变。 Co掺杂可提高电极的析氧活性,PbO2 电极涂层在电化学过程中存在溶解和重新沉积或者晶型转化的现象。 这种Pb2+的溶解与再沉积可能会影响电极材料的寿命。     

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。     

不同掺杂元素的钛基PbO2电极对苯酚电催化氧化性能的影响

本文在SnO2-Sb2O5氧化物为中间层的钛基体上,采用电沉积法制备了无掺杂的Ti/PbO2、掺杂F的Ti/PbO2(Ti/PbO2+F)和掺杂Co3O4纳米粒子的Ti/PbO2电极(Ti/PbO2+Nano-Co3O4).用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析和观察了电极材料的组成、结构和形貌,并通过电化学方法研究了这三种电极对苯酚的电催化氧化性能.结果表明,Ti/PbO2+F电极的析氧电位较Ti/PbO2电极的发生明显正移,但其苯酚的氧化峰和析氧峰并不能分开;而Ti/PbO2+Nano-Co3O4电极虽然其析氧电位负移,但对苯酚的氧化峰出现在析氧峰之前.这一结果表明,体系存在着某种反应特别快的瞬态中间体,即在水分子被解离之前已与苯酚发生了反应,从而更有利于苯酚的转化和降解.     

L-胱氨酸在Pb/nanoTiO_2膜电极上的电催化还原

采用阳极氧化和恒电位沉积法制备Pb纳米粒子修饰的多孔Ti基TiO2(Pb/nanoTiO2)膜电极.通过对不同的电沉积电位和时间对比,找出了最佳电沉积条件.SEM分析显示该膜为均匀多孔结构,Pb纳米粒子均匀地分散在TiO2膜的表面.循环伏安和计时电流法研究了L-胱氨酸在Pb/nanoTiO2膜电极上的电催化还原活性,结果表明该电极对L-胱氨酸的还原具有高催化活性和稳定性.     

二氧化铅修饰玻碳电极的镀膜/循环伏安法制备及电催化性能

采用镀膜/循环伏安法制备了PbO2修饰玻碳电极.在Pb(NO3)2溶液中,在-0.7 V 将Pb膜沉积在玻碳电极表面,然后在5 mol/L NaOH溶液中以100 mV/s速度在-1.0～1.0 V循环伏安扫描20次,PbO2膜均匀沉积在玻碳电极表面.采用交流阻抗法监控电极修饰每一过程,环境扫描电镜表征电极表面形貌.探讨了PbO2膜的沉积机理及其电化学行为,表面活性位点覆盖量为7.5×10-10 mol/cm2.PbO2修饰电极对H2O2电氧化表现出较高催化活性,起始氧化电位低至0.1 V,考察了影响催化活性的因素.计时电流法测定H2O2 (工作电位0.40 V),响应时间小于2 s; 线性范围为5.0 ×10-6 ～ 5.5×10-4 mol/L;检出限1.1×10-6 mol/L (信噪比为3).在实际水样中H2O2测定结果满意.电极在室温环境下储存30 d,其催化活性基本不变.该修饰电极制备工艺简单、重现性良好、稳定性高.     

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。     

高性能Bi3+掺杂改性PbO2电极的制备及表征

采用电沉积法制备了金属Bi3+改性PbO2(Bi-PbO2)电极,并通过扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射(UV-VisDRS)、荧光光谱(FP)、莫特-肖特基(Mott-Schottky)曲线、电化学阻抗谱(EIS)和线性极化扫描(LSV)等方法表征了其微结构和电化学性能.SEM、EDS和XPS结果表明,Bi3+以Bi2O3的形式掺杂进入PbO2镀层,同时其掺杂改性可明显改善PbO2镀层的微结构,使电极表面颗粒细化;XRD和UV-VisDRS分析结果显示Bi3+掺杂改性后,PbO2晶体的晶胞参数发生变化,同时禁带宽度(Eg)变小;荧光光谱分析表明Bi-PbO2电极可促进羟基自由基的产生,增强电极降解有机物的催化活性;电化学性能测试显示,Bi3+改性PbO2电极电催化活性的提升与电极的平带电势(Efb)负移、活性表面积增大、电化学反应电阻减小和析氧电位提高有关.     

钛基PbO2+nano-WO3电极材料的复合共沉积及析氧活性

利用复合共沉积法,在涂有中间层SnO2-Sb2O5的Ti基体上制备了PbO2+nano-WO3复合电极材料.采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和双电层电容法等对复合电极表面的组成、结构、形貌及有效电化学面积进行测试.结果表明,随着纳米WO3掺杂量逐渐增大,复合电极的表面粗糙度和孔隙率逐渐变大,电化学有效面积也随之增大;利用线性扫描及Tafel曲线等电化学测试方法研究了nano-WO3的掺杂对复合电极析氧活性的影响,结果表明,掺杂nano-WO3的复合电极较纯PbO2电极的析氧活性大幅提高,其起始析氧电位发生负移,析氧过电位下降,最大可降低近300 m V.     

间氯苯甲酸在Pd/Ti电极上的电化学脱氯反应

以Ti为基底电极, 在PdCl₂溶液中电沉积制备了Pd/Ti电极, 采用SEM和XPS进行表征. 采用循环伏安法研究了Cu, Ag, Ti和Pd/Ti电极对间氯苯甲酸(3-CBA)的电还原特性, 与Cu, Ag和Ti电极相比, Pd/Ti电极对3-CBA有较好的电化学还原活性. 同时采用电化学原位红外反射光谱对3-CBA在Pd/Ti电极上的电还原反应机理进行了系统分析, 结果表明3-CBA在Pd/Ti电极上的电化学脱氯反应是一个脱氯加氢过程, 3-CBA首先得到一个电子形成阴离子自由基中间体, 随后释放一个氯离子, 产生苯甲酸盐的自由基, 最后该自由基得到一个电子并夺取一个氢质子, 在电极表面脱去氯得到最终产物苯甲酸.     

贵金属掺杂Ti/TiO2电极的制备及其电催化性能研究

采用阳极氧化-阴极电沉积两步法: 先在钛基体上用阳极氧化法制备多孔TiO₂薄膜, 接着在这层多孔状薄膜上采用阴极电沉积方法掺杂Pt, Ir来制备Ti/TiO₂-Pt修饰电极和Ti/TiO₂-Ir修饰电极. 用XRD, SEM分析了掺杂前后的成分、相结构及表面形貌的变化, 结果表明: Pt优先沉积在TiO₂多孔中; 与Pt不同, Ir没有表现出在TiO₂孔中优先沉积的现象, 出现这种现象的原因是这两种贵金属的电沉积电位相对于n-TiO₂的平带电位不同. 使用SIMS分析了在Ti/TiO₂-(Pt/Ir)修饰电极中Ti, Pt, Ir的浓度分布, 大致算出TiO₂薄膜厚度为750 nm左右. 由极化曲线和阻抗谱结果得出: 掺杂Pt, Ir明显改善了Ti/TiO₂ 电极的电催化性能, 且随着Pt沉积时间的增长, 修饰电极在硫酸析氧反应中的电催化活性提高.     

电合成2,2-二羟甲基丙酸

制备Ti/SnO2+Sb2O4/PbO2电极,电极的组分及其价态由XRD和XPS表征;该电极可将2,2-二羟甲基丙醛直接电合成2,2-二羟甲基丙酸.应用高效液相色谱分析原料和产物,电化学方法研究电合成影响因素,包括:2,2-二羟甲基丙醛浓度、溶液pH值、反应温度和氧化电位等.在优化条件下(pH=1,C醛=0.10 mol.L-1,t=15℃,E=1.8 V)电合成2,2-二羟甲基丙酸的转化率为58%,选择性36%,电流效率28%.本法为该产物的合成提供了一种新的途径.     

二氧化铅电极的晶体结构对放电容量的影响

铅酸蓄电池;二氧化铅电极的晶体结构对放电容量的影响     

纳米PbO/Ti电极催化还原偏硼酸锂制备硼氢化锂

在乙二醇甲醚溶液中电解铅片,制备了铅醇盐配合物,然后将溶液直接水解、凝胶,再通过提拉法涂抹在钛丝表面,450 ℃煅烧2 h制备纳米PbO/Ti电极。 将PbO/Ti电极在0.2~1.0 mol/L LiOH+0.1~0.5 mol/L LiBO2溶液测试催化还原性能,研究了影响电解还原LiBO2制备硼氢化锂(LiBH4)的主要因素,如LiBO2和LiOH浓度等。 通过X射线粉末衍射和扫描电子显微镜对PbO/Ti电极和LiBH4进行了表征。 实验表明,纳米PbO/Ti电极表面颗粒分散较好,修饰电极催化性能稳定,放电电流较大,产率和电流效率分别达15.6%和25.3%。     

F-和Fe3+掺杂对Ti基PbO2阳极性能的影响

采用热分解-电镀法制备了Ti基PbO2,阳极(Ti/PbO2),F-掺杂PbO2阳极(Ti/F-PbO2),Fe3+掺杂PbO2阳极(TiP/Fe-PbO2)和F-,Fe3+共掺杂PbO2,阳极(Ti/F-Fe-PbO2).采用XRD和EDX测试对电极进行了表征,应用加速电解寿命测试和电催化降解4-氯苯酚(4-CP)污水,考察了F-掺杂,Fe3+掺杂和F-,Fe3+共掺杂对PbO2阳极稳定性及电催化活性的影响.结果表明,Ti/F-PbO2和Ti/FePbO2阳极有相近的电催化降解活性,但与Fe3+掺杂相比,F-掺杂大大提高了PbO2阳极的加速电解寿命.对Ti/F-Fe-PbO2阳极,Fe3+掺杂改善了其导电性能.同时F-掺杂提高了阳极的稳定性能,使其有较长的电解寿命.与Ti/PbO2,Ti/F-PbO2和Ti/Fe-PbO2阳极相比,Ti/F-Fe-PbO2阳极的电催化降解活性显著提高,这不仅与其导电性能的改善有关,更与F-掺杂和Fe3+掺杂对4-CP降解的表面协同作用有关.     

Ti/CeO_2-F-PbO_2电极制备及其在有机物降解中的应用

在钛板上制备了氧化铈掺杂的含氟二氧化铅电极(Ti/CeO2-F-PbO2,电沉积法).SEM和XRD分析显示CeO2颗粒能均匀地嵌入二氧化铅镀层中.电化学测试表明,掺杂CeO2提高了二氧化铅的析氧电位(Ti/CeO2-F-PbO2为1.83V,vs.SCE,Ti/F-PbO2为1.78V,vs.SCE).对氯苯酚降解结果表明,Ti/CeO2-F-PbO2电极有较高的COD去除率和电流效率.     

硫酸介质中Ti／SnO2／PbO2析氧阳极的研究

由于硫酸溶液具有高的电导、一般条件下性质稳定、价格相对低廉等优点，所以电化学合成大多在硫酸溶液中进行．阳极析氧是电化学合成不可避免的阳极过程．但因硫酸的强腐蚀性，以及从阳极析出的氧的强氧化性，使得能满足工业生产的阳极材料很缺乏．自１９５０年荷兰Ｈｅｎ...     

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.