SrFe_(0.6)Cu_(0.3)Ti_(0.1)O_(3-δ)混合导体透氧材料的稳定性

利用柠檬酸络合法制备了SrFe(Cu,Ti)O_(3-δ)混合导体透氧材料. 采用XRD、O_2-TPD、H_2-TPR、SEM等测试技术考察了材料的稳定性. 结果表明,SrFe_(0.7)Cu_(0.3)O_(3-δ)在低氧压下会发生相分解,产生SrCuO__2杂相,而掺杂Ti后的SrFe_(0.6)Cu_(0.3)Ti_(0.1)O_(3-δ)在低氧压下保持单一的钙钛矿结构. H_2-TPR和O_2-TPD的测试表明,Ti~(4+)的掺杂提高了材料的氧脱附起始温度和其它金属离子的还原温度. SrFe_(0.6)Cu_(0.3)Ti_(0.1)O_(3-δ)膜在透氧过程中,会有Cu~(2+)和Sr~(2+)从钙钛矿结构中析出,在原晶粒边界形成新的小晶粒,但这种轻微的组分偏析没有影响到材料的透氧量,此透氧膜在66 h的操作过程中显示了良好的稳定性.     

SiW_(12)O_(40)~(4-)在玻碳电极上的多层组装及电催化性能研究

本文采用层层自组装法制备包含杂多酸SiW_(12)O_(40)~(4-)(SiW_(12))和聚合物阳离子聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)的多层膜修饰电极,并用循环伏安法研究其对BrO_3~-和NO_2~-体系还原的电催化性能.结果表明:SiW_(12)修饰电极对BrO_3~-和N_2O~-的还原具有明显的电催化作用.催化电流随修饰层数的增加而明显增加.     

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。     

一步水热合成Cu-SAPO-34选择性催化丙烯还原氮氧化物（英文）

采用一步法水热合成不同Cu/Al比的Cu-SAPO-34催化剂,并对其丙烯选择性催化还原NO(C3H6-SCR)性能进行了研究。通过N2吸附-脱附、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、程序升温还原(H2-TPR)和原位漫反射傅里叶变换红外光谱(In situ DRIFTS)等研究手段对催化剂进行表征,考察Cu-SAPO-34中Cu物种含量对催化剂的物理化学性质和反应活性的影响。结果表明,当铜负载量为2.76%～4.12%(w/w)时,Cu-SAPO-34催化剂在富氧条件下300～400℃内表现出非常有吸引力的C_3H_6-SCR活性,可实现～100%的脱硝效率和～100%的N_2选择性。原位红外光谱研究表明,Cu-SAPO-34分子筛骨架上孤立的Cu~(2+)离子是NO吸附和活化形成NO_2~-/NO_3~-中间物种的主要活性位,并通过C_3H_6-SCR反应过程中Cu~(2+)/Cu~+氧化还原循环来实现Cu~(2+)离子的持续供给。     

中温固体氧化物燃料电池高氧电催化活性BaCe_(0.5)Fe_(0.4)Co_(0.1)O_(3-δ)阴极材料的研制

以Ba(NO_3)_2, Ce(NO_3)_3·6H_2O, Fe(NO_3)_3·9H_2O, Co(NO_3)_2·6H_2O等为原料,通过EDTA-柠檬酸法合成出BaCe_(0.5)Fe_(0.4)Co_(0.1)O_(3-δ)(BCFC)阴极粉体,并制得烧结体,对BCFC粉体和烧结体的相组成,微观组织和氧还原过程等进行测试分析;以BCFC作阴极, Sm_(0.2)Ce_(0.8)O_(2-δ)(SDC)为电解质,NiO-SDC为阳极,组装对称电池和单电池,并进行电化学性能测试分析。实验结果表明:所合成的BCFC粉体原位产生BaCe_(0.15)Fe_(0.75)Co_(0.1)O_(3-δ)和BaCe_(0.85)Fe_(0.05)Co_(0.1)O_(3-δ)两相; BCFC在700℃时的表面氧交换系数(K_(chem))为3.8×10~(-4) cm·s~(-1)。对称电池在600℃的比表面电阻(ASR)为0.819Ω·cm~2,400 h长期性测试和10次热震循环试验后, ASR保持在1.6Ω·cm~2左右;单电池在700和650℃时的最大功率密度分别为290和204 mW·cm~(-2),对应的开路电压分别为0.80和0.82 V。初步研究结果表明BCFC应用于中温固体氧化物燃料电池具有良好的电化学性能和稳定性。     

Zr掺杂对La(Ba)Zr_xCo_(1-x)O_(3-δ)钙钛矿催化N_2O分解性能的影响(英文)

采用溶胶凝胶法制备了Zr掺杂的钴基钙钛矿La(Ba)ZrxCo1-xO3-δ,并将其用于航天推进剂领域的高浓度N2O催化分解反应.发现Zr的引入明显提高了钙钛矿La(Ba)ZrxCo1-xO3-δ的催化活性,尤其是当Zr掺杂量分别为0.05和0.2时,LaZrxCo1-xO3-δ和BaZrxCo1-xO3-δ催化剂性能较为优异.应用N2物理吸附、X射线衍射、H2程序升温还原、O2程序升温脱附和氧脉冲吸附技术表征了Zr掺杂对La(Ba)ZrxCo1-xO3-δ催化剂的物化性质的影响.结果表明,Zr掺杂增大了钴基钙钛矿的比表面积,改善了晶格结构,从而提高了钴物种的还原及氧吸附脱附能力,因而催化剂上N2O分解活性增加.     

三氯乙酸根离子选择电极的研制

以长链季铵盐为活性物研制成功PVC膜三氯乙酸根离子选择电极。该电极在1×10~(-1)～2×10~(-6)M Cl_3CCOO-离子浓度范围内显示良好的Nernst响应,检测下限为1.2×10~(-6)M。用固定干扰法测定了该电极对Ac~-、Cl~-,SO_4~-、H_2PO_4~-、HCO_3~-、CO_3~-,Cl_2CHCOO~-、NO_3~-等离子的选择性系数,仅NO_3~-有明显干扰。电极适用于中性、偏碱性溶液,在1×10~(-3)M Cl_3CCOONa溶液中,pH 7.0～12.5电势读数稳定。电极连续工作五小时电势变化为±1mV,可以作为一种分析三氯乙酸盐的简便快速方法。这对控制环境污染,判断职业中毒都十分重要。     

铈改性纳米Ti/SnO_2-Sb_2O_3电极的制备及催化性能

以SnCl_4·5H_2O,Sb_2O_3和Ce(NO_3)_3·6H_2O为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备了Ce改性Ti/SnO_2-Sb_2O_3电极。通过对Ce改性Ti/SnO_2-Sb_2O_3电极的析氧电位的测试及油田废水降解情况的考察,优化了稀土的掺杂量和热处理方法;分析了电极的电催化氧化能力。借助SEM,EDX和XRD等检测手段对所制备电极的表面形貌、元素组成、晶体结构进行了表征和分析。结果表明:最优掺杂比为Sn∶Sb∶Ce=100∶10∶2.5(摩尔比),最优热处理方法为方法二,此电极对目标有机物COD去除率达到91.2%,发现Ce的掺杂有利于电极催化性能的提高。     

NanoTiO2-CNT复合膜电极在DMF溶液中对糠醛的异相电催化还原

通过在乙醇中电化学溶解Ti金属阳极合成前驱体Ti(OEt)4和溶胶-凝胶法在Ti表面修饰一层纳米TiO2-碳纳米管(nanoTiO2-CNT)复合膜, 采用循环伏安和电解合成法研究了nanoTiO2-CNT复合膜电极在N, N-二甲基甲酰胺(DMF)中的氧化还原行为以及对糠醛(furfural)还原的电催化活性. 结果发现, nanoTiO2-CNT电极在阴极扫描时有两对氧化还原峰, 可逆半波电位E r1/2 分别为－1.27 V和－2.44 V(vs SCE, 扫描速度100 mV•s-1), 分别对应于TiO2/Ti2O3氧化还原电对的可逆电极过程和TiO2/Ti(OH)3电对的准可逆电极过程；在DMF电解液中nanoTiO2-CNT复合膜中的Ti(IV)/Ti(III)氧化还原电对作为媒质间接电还原糠醛为糠醇, 反应机理为电化学偶联随后化学催化反应(EC′)机理.     

金属修饰Ti_2N MXene吸附分解H_2S的第一性原理计算

通过第一性原理计算研究了Ti_2NO_2 MXene对H_2S的吸附、分解行为. Ti_2NO_2对H_2S气体分子的吸附结果表明,两者之间为弱的物理吸附, Ti_2NO_2无法有效吸附H_2S气体.采用过渡金属(Sc、 V)修饰Ti_2NO_2的研究结果表明,Sc和V可以在Ti_2NO_2表面上稳定存在,不易发生团聚,其最稳定吸附位为N原子上方.进一步研究了Sc、 V修饰的Ti_2NO_2对H_2S气体分子的吸附行为,结果表明金属修饰后其吸附H_2S的能力明显提高.此外还发现, H_2S分子可以在Sc/Ti_2NO_2和V/Ti_2NO_2表面直接解离为HS*和H*,而后HS*中的H原子再与H*进一步结合形成H_2, S原子则与过渡金属成键. HS*在V/Ti_2NO_2表面解离的势垒为1.69 eV,低于在Sc/Ti_2NO_2表面的2.08 eV,表明V/Ti_2NO_2有望成为吸附、分解H_2S气体的理想候选材料.     

钴(Ⅱ)-丁二酮肟-亚硝酸盐体系极谱催化波的机理研究

在氨性底液(pH8)中,钴(Ⅱ)-丁二酮肟(DMG)-亚硝酸盐体系产生高灵敏的极谱催化波.利用吸附伏安法,测定下限可达1×10~(-11)mol·dm~(-3)Co.我们用多种电化学方法和紫外可见分光光度法证明,吸附在汞电极表面的[NH_4]_2[Co(DMG)_2(NO_2)_2]是有很高电活性的混配化合物,在复杂的电还原过程中,不仅 Co(Ⅱ)和 DMG 被催化还原,而且 NO_2~-也被催化还原,从而产生很大的催化电流,本文再一次证明,“活性钴”在催化波的形成过程中起着重要的作用.     

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TiO_2膜，SEM， XRD测试表明晶型为锐钛矿型，晶粒平均尺寸为25 nm。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TiO_2膜电极在硫酸介质中的氧化还原行为以及对 马来酸（maleic acid）还原的电催化活性。结果表明，纳米TiO_2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E_(1/2)~r分别为-0.53 V和-0.92 V（ sv. SCE，扫描速度0.05 V·s~(-1)），对应于TiO_2/Ti_2O_3和TiO_2/Ti(OH)_3两 个氧化还原电对的可逆电极过程。其中TiO_2/Ti_2O_3电对对马来酸具有异相电催 化还原活性，纳米TiO_2膜中的Ti~(IV)/Ti~(III)氧化还原电对作为媒质间接电还 原马来酸为丁二酸（butane diacid），反应机理为电化学偶联随后化学催化反应 （EC'）机理。     

Pt单晶(210)、(310)和(510)阶梯晶面上CO2电催化还原的表面过程

研究Pt单晶 (210)、(310)和(510)三个阶梯晶面上CO₂电催化还原的表面过程. 通过改变处理条件获得单晶电极不同的表面结构. 研究结果指出, 当铂单晶电极表面保持其确定原子排列结构时, 对CO₂还原的电催化活性随晶面上(110)台阶密度的降低而减小, 即Pt(210) > Pt(310) > Pt(510); 当三个电极表面发生氧的吸附导致原子排列结构重建时, 其电催化活性均有不同程度的提高. 虽然其活性顺序未发生变化, 但(110)台阶位密度越大的表面其电催化活性增加的程度越高. 研究指出Pt单晶电极的表面结构越开放, 其电催化活性也越高, 并且在外界条件诱导下更易于转变为具有更高反应活性的表面结构. 而相对有序的表面结构则比较稳定. 研究结果从微观层次获得CO₂与Pt单晶电极表面相互作用的规律, 深化了对CO₂电催化还原表面过程的认识.     

含酚氧桥的新型Cu(Ⅱ)-Mn(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)-Co(Ⅱ)配合物的合成和磁性

合成了3种新型配合物[Cu(samen)Mn(NO_(2-)Phen)_2](1)、[Cu(sampn)Mn(NO_(2-)Phen)_2](2)和[Cu(samen)CO(terp)](3)(samen~(4-)、sampn~(4-)、NO_(2-)Phen和terp分别表示N,N′-乙二水杨酰胺根阴离子、N,N′-1,2-丙二水杨酰胺根阴离子、5-硝基-1,10-菲绕啉和联三吡啶),测得配合物的变温磁化率,求出交换积分,J分别为-63cm~(-1)(1)、—65cm~(-1)(2)和—7.68cm~(-1)(3),表明金属离子间有反铁磁超交换作用。     

CO在铂修饰的氧化钛电极上电催化氧化行为的研究

通过阴极还原-阳极氧化法制备了Pt—TiO2／Ti电极，研究了CO在该电极上的电化学行为和电极制备条件对CO电催化氧化的影响．结果表明，与Pt电极相比．CO在Pt—TiO2／Ti电极上的氧化峰峰电位负移了100mV，并且表现出较好的稳定性．通过XPS技术对Pt—TiO2／Ti电极进行了表征．发现Pt以金属形式存在，Ti以TiO2形式存在．Pt—TiO2／Ti电极能抗CO中毒的原因可能是因为TiO2的掺杂使引起催化剂中毒的桥式吸附的CO物种在复合催化剂上的吸附率较低所致．     

离子色谱电导-紫外检测器串联法测定海洋沉积物孔隙水中的4种阴离子

建立了电导-紫外检测器串联离子色谱法测定海洋沉积物孔隙水中的NO_2~-,NO-3,PO_4~(3-)和SO2-4,选用高通量色谱柱和保护柱,以1.9 mmol/L Na HCO3-3.2 mmol/L Na2CO3为淋洗液,采用电导和紫外检测器同时检测4种离子,抑制电导检测器检测PO_4~(3-)和SO2-4,紫外检测器检测NO_2~-和NO-3以消除高含量Cl-的影响。在优化的色谱条件下,单个样品测试时间为6 min,NO_2~-,NO-3,PO_4~(3-)和SO2-4的方法检出限分别为17.2,32.0,144和22.7μg/L。对2个真实样品进行检测,各离子的相对标准偏差(RSD,n=6)为1.5%~5.3%,对样品进行加标回收实验,加标回收率为95.6%~105.6%。     

改性Ti/SnO2-Sb电极降解硝基苯废水

采用热分解法制备了Ti/SnO2-Sb电极,并通过掺杂Cu,Ni,La,Ce,Nd,Zn和Bi等金属对该电极进行改性.采用扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)等方法表征了电极的形貌及晶型;通过加速电极寿命测试和电催化降解硝基苯模拟废水实验,研究了金属掺杂对Ti/SnO2-Sb电极稳定性及电催化活性的影响.根据硝基苯降解的动力学方程分析不同金属掺杂对电极降解速率的影响;通过质谱对硝基苯的降解机理进行了初步探讨;采用水杨酸捕集羟基自由基的液相色谱法测定OH.的浓度.实验结果表明,与空白Ti/SnO2-Sb电极相比,金属掺杂改善了电极的表面形貌和SnO2衍射峰的强度,提高了Ti/SnO2-Sb阳极的电解寿命.对硝基苯模拟废水的电解实验结果表明,掺杂电极的电催化降解能力显著提高,硝基苯的降解符合准一级反应动力学方程.质谱分析结果表明,硝基苯在阴极被还原成苯胺并被氧化降解成其它有机物的过程发生迅速.羟基自由基浓度测定结果表明,自由基浓度越高,硝基苯降解速率越快,反应60 min时,空白Ti/SnO2-Sb电极的OH·浓度只有掺Cu金属电极的1/5.     

球磨改性对(Ti Cr)_(0.497)V_(0.42)Fe_(0.083)/30%(w)(LaRMg)(NiCoAl)_(3.5)合金复合电极材料储氢和电化学性能的影响

以钒基合金(Ti Cr)0.497V0.42Fe0.083为基体,添加30%(w)稀土系A2B7型合金(LaRMg)(NiCoAl)3.5为电催化活性材料,采用机械球磨改性制备了储氢合金复合电极材料,研究其储氢特性和电化学性能.X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)分析结果表明,随球磨时间增加(t=0,0.5,1,3,5,10h),复合材料颗粒逐渐细化,A2B7型合金颗粒分散并包覆在钒基合金表面上;当球磨时间t≥5h时,复合材料形成明显的复合纳米晶组织并伴有部分非晶化倾向,同时钒基合金BCC相结构的晶胞参数a和晶胞体积V均明显减小.合金储氢特性及电化学性能分析测试结果表明,铸态纯钒基合金的吸氢量为3.11%(w),而球磨复合材料的储氢量随球磨时间增加呈减小的规律,其最大储氢量为2.47%(w);球磨改性后,复合材料电极的电催化性能得到明显改善,当球磨时间t≥3h时最大放电容量达到425.8mAh·g-1,经100次充放电循环后该电极的容量保持率(C100/Cmax)为97%,表现出良好的电极循环稳定性.     

复合金属氧化物Sn-Sb-Mn/陶瓷粒子电极体系的电催化性能

通过热分解法制备了复合金属氧化物Sn-Sb-Mn/陶瓷粒子电极, 分别采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X 射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)和N2吸附-脱附等技术对电极的形貌、晶相组成、比表面积和孔径分布进行了表征. 考察了该三维粒子电极系统的析氧特性, 采用循环伏安法分析了三维系统的电催化性能, 并且进行了电化学催化降解苯酚的试验. 结果表明, 制备的陶瓷粒子电极涂层比表面较大、孔结构发达, 有利于电催化反应; 电催化降解主要发生在电化学析氧区; 粒子电极系统对苯酚降解作用显著, 明显高于二维电极系统, 苯酚的去除率为92.3%, 总有机碳(TOC)的去除率为66.7%. 研究结果表明, 该三维粒子电极系统具有优良的电催化性能.     

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 .