钛基二氧化铅电催化电极的制备及电催化性能研究

以电沉积法制备了钛基PbO2电极，优化并确定了电极的制备工艺，以苯酚为目标有机物，考察了电极的电催化氧化性能，研究结果表明，该电极的电催化性能优于传统的DSA钛基RuO2电极。采用该电极，在10Ma/cm^2电流密度下通过0.72Ah电量后，可使100Ml、COD浓度为270mg/L的苯酚溶液中的苯酚完全分解，COD去除率为67.4%，单位电量COD降解量为0.254mgCOD/Ah，且电流效率随电流密度的增加而减小，初步研究了苯酚的电催化氧化机理，提出了苯酚的电催化氧化可能是由苯酚的直接电化学氧化为苯醌及苯醌的间接电化学氧化有机酸两部分组成。     

电解煤浆制氢阳极的制备及电催化活性研究

将钛片进行预处理, 用处理后的钛片作为电极基体, 然后用循环伏安法在钛基体上沉积制备了Pt/Ti, Pt-Ru/Ti, Pt-Ir/Ti, Pt-Ru-Ir/Ti催化电极, 通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、电子能谱(EDS)以及等离子发射光谱(ICP)等方法对所制备电极进行了表征, 包括电极表面形貌、组分的沉积状态、催化层成分组成以及电极寿命等; 在煤浆电解过程中, 采用两电极体系, 对所制备电极的电催化活性进行了测试. 结果表明: 所制备的电极催化活性都高于同面积的铂片电极, 含有Ru, Ir的二元催化电极的活性好于镀铂催化电极. 在一定范围内, 随着Ru元素比例增大, 电极活性增强, 而Ir元素含量过大, 电极活性反而稍微降低, 所以Pt-Ir(1∶0.5)/Ti, Pt-Ru(1∶5)/Ti两电极的催化活性相对较好. 本文所制备的三元催化电极的催化活性低于二元催化电极. Pt-Ru/Ti电极催化活性最好, 相同条件下具有最大的电解电流, H₂的电解效率可达95%以上.     

Pt/PAn/Ti电极的制备及对甲醛的电催化氧化

通过循环伏安的电化学方法在金属钛基体上先后进行苯胺的聚合和金属铂的电化学沉积,得到以金属钛为基体的聚苯胺载铂电极(Pt/PAn/Ti),并通过扫描电镜和循环伏安法对该电极进行了表征。通过研究甲醛在该电极上的电催化氧化行为,考察了载铂量对甲醛氧化效果的影响及PAn在电催化氧化甲醛的过程中所起的作用。结果表明,载铂量与甲醛的氧化有一定的关系,PAn的存在使得铂微粒分散程度更好,有效面积更大,与相同铂沉积量的Pt/Ti电极相比,甲醛在其上的正向扫描氧化峰电流密度增加了2.3倍,电位负移了40mV;反向扫描氧化峰电流密度增加了5倍,电位负移了30mV。同时,PAn的存在也增强了电极的抗中毒能力。     

钛基纳米多孔金电极对甲醛氧化的电催化活性

采用水热法制备了钛基纳米金微粒修饰电极(Au/Ti)。扫描电镜图表明纳米金颗粒粒径大约为300 nm,在钛基体表面构成三维多孔网状结构。运用循环伏安,电位阶跃和交流阻抗等电化学技术研究了碱性介质中甲醛在Au/Ti电极上的电氧化行为。循环伏安图显示,甲醛在Au/Ti上的起始氧化电位在-0.90 V左右,相对于多晶金电极提前大约0.2 V,交流阻抗测试表明,甲醛在Au/Ti电极上电氧化表现出低的电荷传递电阻。研究结果表明钛基纳米金微粒修饰电极对甲醛氧化具有良好的电催化活性。     

羟自由基在电极电解过程中的形成规律

对钛基二氧化铅电极电解过程中产生的^·OH进行了定量研究.结果表明,钛基二氧化铅电极在适当的电解条件下可以产生大量的自由基,碱性和高频条件下产生的自由基比酸性和低频条件下产生的自由基多.苯酚降解实验结果说明了其极强的氧化性能,在废水的深度处理方面有着极其广阔的应用前景.     

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.     

水杨酸在羟基自由基检测中的应用

对近二十年来国内外有关水杨酸为捕捉剂的羟基自由基的测定方法,包括高效液相色谱法及其联用法、比色法、气相色谱法、气相色谱-质谱法、液相色谱-质谱法等进行了综述,引用文献25篇。     

采用循环伏安与Tafel曲线比较不同阳极的电催化性能

采用循环伏安和Tafel曲线两种方法评价了Pt电极、钛基二氧化钌电极(Ti/RuO2)及钛基二氧化锡电极(Ti/SnO2)的电催化氧化性能.结果表明,在500 mg/L的苯酚溶液中,Pt,Ti/RuO2和Ti/SnO2电极氧化苯酚的峰电位依次为0.93,0.95和1.40 V(vsAg/AgCl).Tafel曲线表明,三种电极析氧过电位的顺序依次是Ti/RuO2相似文献   

羟基自由基与鸟苷作用分子机理的荧光分析研究

通过鸟苷与H2O2光解反应,形成了荧光物质8-羟基鸟苷,分析了8-羟基鸟苷在不同条件下存在的形式及不同存在形式与荧光强度的关系。探讨了羟基自由基产生及其与鸟苷反应的条件,根据荧光强度与羟基自由基的量效关系,研究了羟基自由基与鸟苷作用的分子机理,探讨了茶叶提取液和大蒜提取液通过清除羟基自由基对鸟苷的保护作用。     

酚类化合物在二氧化锡微粒修饰碳纤维电极上的氧化及检测

采用金属有机化学气相沉积技术制备了SnO2 修饰碳纤维微柱电极 ,讨论了电极的表面结构和稳定性 ,并利用循环伏安法分析了酚类化合物在电极上的电化学行为。该电极对酚类化合物有明显的电催化活性 ,并能防止酚类物质在碳纤维电极表面的电聚合。以 3 氯苯酚为测试物 ,其检测的线性浓度范围为 2× 10 -6～ 1.2× 10 -5mol/L     

邻硝基苯酚在纳米TiO2膜修饰电极上的异相电催化还原

邻硝基苯酚在纳米TiO2膜修饰电极上的异相电催化还原;纳米TiO2膜电极;循环伏安;邻氨基苯酚     

纳米TiO_2膜修饰电极异相电催化还原马来酸

通过电化学合成前驱体和溶胶 -凝胶法在Ti表面修饰一层纳米TiO2 膜 ,SEM ,XRD测试表明晶型为锐钛矿型 ,晶粒平均尺寸为 2 5nm .采用循环伏安法、循环方波伏安法和电解合成法研究了纳米TiO2 膜电极在硫酸介质中的氧化还原行为以及对马来酸 (maleicacid)还原的电催化活性 .结果表明 ,纳米TiO2 膜电极在阴极扫描时有两对可逆氧化还原峰 ,可逆半波电位Er1/ 2 分别为 -0 .5 3V和 -0 .92V (vs .SCE ,扫描速度 0 .0 5V·s-1) ,对应于TiO2 /Ti2 O3 和TiO2 /Ti(OH) 3 两个氧化还原电对的可逆电极过程 .其中TiO2 /Ti2 O3 电对对马来酸具有异相电催化还原活性 ,纳米TiO2 膜中的TiⅣ/TiⅢ 氧化还原电对作为媒质间接电还原马来酸为丁二酸 (butanediacid) ,反应机理为电化学偶联随后化学催化反应 (EC′)机理 .     

羟自由基对支撑磷脂双层膜的破坏及水溶性抗氧化剂保护作用的电化学研究

以支撑磷脂双层膜(supported bilayer lipid membrane, s-BLM)作为生物膜模型, 利用Fenton体系产生羟自由基(hydroxyl free radical, •OH), 采用循环伏安法研究了s-BLM与•OH之间的相互作用. 结果表明: •OH通过与磷脂发生化学反应, 诱发s-BLM上形成孔洞或缺陷, 这种作用对时间、FeSO₄和H₂O₂的浓度具有依赖性, 且不可恢复. 具有还原性基团的抗氧化剂维生素C, 还原型谷胱甘肽和L-半胱氨酸, 通过与•OH发生氧化还原反应, 可抑制•OH与s-BLM的相互作用, 降低•OH对s-BLM结构的破坏程度.     

硫酸溶液中苯酚在Ti/PbO2电极上的循环伏安研究

用循环伏安法研究了Ti/PbO₂电极在苯酚硫酸溶液中的电催化作用. 结果表明, 在硫酸溶液中, Ti/PbO₂阳极对苯酚具有电催化氧化作用. 如果苯酚浓度较低, 产生的吸附态羟基自由基可以将苯酚氧化, 直至完全矿化. 当苯酚浓度较高或产生的羟基自由基量相对较小时, 苯酚或中间产物可吸附在电极表面, 降低电极的真实表面积, 减少电极的活性点, 阻止反应物接近电极表面, 抑制苯酚的进一步氧化. 随着电解时间的延长, 这些吸附物由于逐渐被氧化, 电极活性恢复.     

Electrocatalytic Oxidation of Sulfite on a Nickel Aquapentacyanoferrate Modified Electrode: Application for Simple and Selective Determination

An electroactive metal cyanometallate complex, nickel aquapentacyanoferrate (NAPCF) was synthesized and characterized using XRD and UV‐vis spectral studies. The solid complex was then mechanically immobilized on the surface of a paraffin impregnated graphite electrode (PIGE) and the NAPCF modified electrode was characterized using cyclic voltammetry. The dependence of the modified electrode was tested in terms of supporting electrolyte, scan rate and pH of the medium. The electrocatalytic oxidation of sulfite at the modified electrode was investigated by cyclic voltammetry, hydrodynamic voltammetry and chronoamperometry techniques. It was found that the NAPCF modified electrode efficiently exhibited electrocatalytic activity for the oxidation of sulfite with relatively high sensitivity, selectivity and long life of activity. Based on the electrocatalytic oxidation, the NAPCF modified electrode was used as a sensor for the determination of sulfite. The linear working range for the determination of sulfite was 2.78×10^?6 M to 3.00×10^?3 M with a detection limit of 9.26×10^?7 M. The electrode was applied for the determination of sulfite in real samples satisfactorily.     

高阳极电势窗口的SnO2-Sb2O3/Ti电极的制备

制备了不同热处理温度和涂层次数的SnO2-Sb2O3/Ti电极,研究了不同电极涂层的氧化物组成,涂层表面形貌和阳极电势窗口及其三者的内在关系,考察了不同制备工艺条件的电极对电催化高铁性能的影响.结果表明430℃是电极最佳的热处理温度,涂层次数增加为30次时,电极具有高的阳极电势窗口,同时能降低高铁氧化还原反应的超电势,更真实的展现高铁电化学生成的热力学原貌.     

Investigation of Structural Evolution of SnO2 Nanosheets towards Electrocatalytic CO2 Reduction

In‐depth understanding of the catalytic active sites is of paramount importance for the design of efficient electrocatalysts for CO₂ conversion. Here we highlight the structural evolution of SnO₂ nanosheets for electrocatalytic CO₂ reduction. The transformation of SnO₂ into metallic Sn would occur on the surface of catalyst during the catalytic process, followed by enhanced selectivity and activity for the conversion of CO₂ to HCOOH. Electrocatalytic characterization and structural analysis demonstrate that the metallic Sn derived from structural evolution plays a dominant role in the CO₂ reduction to HCOOH. This work deepens the understanding of the catalytic mechanism and provides a new pathway for the rational design of advanced electrocatalysts for CO₂ reduction.     

Degradation of 4-nitrophenol by electrocatalysis and advanced oxidation processes using Co3O4@C anode coupled with simultaneous CO2 reduction via SnO2/CC cathode

Herein, we prepared novel three-dimensional (3D) gear-shaped Co₃O₄@C (Co₃O₄ modified by amorphous carbon) and sheet-like SnO₂/CC (SnO₂ grow on the carbon cloth) as anode and cathode to achieve efficient removal of 4-nitrophenol (4-NP) in the presence of peroxymonosulfate (PMS) and simultaneous electrocatalytic reduction of CO₂, respectively. In this process, 4-NP was mineralized into CO₂ by the Co₃O₄@C, and the generated CO₂ was reduced into HCOOH by the sheet-like SnO₂/CC cathode. Compared with the pure Co0.5 (Co₃O₄ was prepared using 0.5 g urea) with PMS (30 mg, 0.5 g/L), the degradation efficiency of 4-NP (60 mL, 10 mg/L) increased from 74.5%–85.1% in 60 min using the Co0.5 modified by amorphous carbon (Co0.5@C). Furthermore, when the voltage of 1.0 V was added in the anodic system of Co0.5@C with PMS (30 mg, 0.5 g/L), the degradation efficiency of 4-NP increased from 85.1%–99.1% when Pt was used as cathode. In the experiments of 4-NP degradation coupled with simultaneous electrocatalytic CO₂ reduction, the degradation efficiency of 4-NP was 99.0% in the anodic system of Co0.5@C with addition of PMS (30 mg, 0.5 g/L), while the Faraday efficiency (FE) of HCOOH was 24.1 % at voltage of −1.3 V using the SnO₂/CC as cathode. The results showed that the anode of Co₃O₄ modified by amorphous carbon can markedly improve the degradation efficiency of 4-NP, while the cathode of SnO₂/CC can greatly improve the FE and selectivity of CO₂ reduction to HCOOH and the stability of cathode. Finally, the promotion mechanism was proposed to explain the degradation of organic pollutants and reduction of CO₂ into HCOOH in the process of electrocatalysis coupled with advanced oxidation processes (AOPs) and simultaneous CO₂ reduction.