普鲁士蓝膜修饰电极的电化学阻抗谱

测量了应用电化学方法制备的不同厚度的普鲁士蓝膜修饰电极的循环伏安行为与电化学阻抗谱.由所得到的循环伏安图讨论了普鲁士蓝修饰膜的氧化还原过程,并对相关的Nyquist图进行了解析,提出了相应的等效电路.在此基础上计算出较薄膜中普鲁士蓝/普鲁士白电化学反应的表观速率常数和表观扩散系数,讨论了膜厚度对电荷扩散的影响.当膜相对较薄时,电极过程主要由动力学过程控制;当膜达到一定厚度时,电荷在膜中的扩散速率受到限制,电极过程由动力学过程和电荷扩散过程共同控制,证实了文献报导的普鲁士蓝膜修饰电极为多层空间分布电荷传递模型.     

纳米TiO2膜电极的电化学阻抗谱

纳米TiO2膜电极的电化学阻抗谱;纳米TiO2膜;电化学阻抗谱;催化电极;异相氧化还原电对     

Pd/Mm(富铈稀土)薄膜电极在KOH溶液中的电化学行为

利用磁控溅射法制备了Pd/Mm(Mischmetal)混合稀土薄膜,采用X射线衍射、AFM及循环伏安和交流阻抗谱等电化学测试技术研究了Pd/Mm稀土薄膜的晶体结构、表面形貌及其在KOH溶液中的电化学行为.结果表明,Pd/Mm薄膜表面的Pd层由纳米级的孤岛状颗粒构成,颗粒大小为100～200 nm.循环伏安法研究表明,氢的电化学氧化和还原均通过表面Pd金属层进行.Pd/Mm稀土薄膜电极的交流阻抗图由两个容抗弧组成,低频区的容抗弧对应氢在电极中的固态扩散过程,而高频段的容抗弧对应氢在电极表面的电化学还原过程,其中氢在薄膜电极内部的扩散是速率控制步骤.     

界面可控硫醇SAMs纳米金修饰金电极的电化学行为研究

在裸金电极上自组装不同比例的4,4’-二甲基联苯硫醇(MTP)和硫辛酸(TA)混合液,形成自组装膜(MTP+TA/Au SAMs),再修饰纳米金,制得纳米金混合巯基修饰金电极(AuNPs/MTP+TA/Au)。研究了纳米金混合巯基修饰金电极的电化学行为和阻抗行为,结果表明电极表面pH值的改变对电极表面的电子转移有重要影响。对葡萄糖传感器的制备条件、测定条件、抗干扰能力等进行了讨论,结果表明修饰电极的微结构和微环境有必要进一步研究。     

SbOx+SnO2中间层对Ti/MnO2电极性能的影响

采用热分解方法制备了含SbO_x+SnO₂中间层的钛基二氧化锰电极. 在0.5 mol·L^-1 H₂SO₄溶液中对添加和没有添加SbO_x+SnO₂中间层的二氧化锰阳极进行了加速电解试验. 采用极化曲线和循环伏安曲线测量电极的析氯反应. 用循环伏安曲线和电化学阻抗谱来分析电极电解过程中内部结构和表面的变化. 结果表明, 二氧化锰阳极钝化失效的主要原因是绝缘的TiO₂层的生成和变厚. 引入中间层可以降低钛基体和活性涂层间的电阻, 并且在电解过程中, 可以显著延缓接触电阻的升高, 从而可以显著提高其寿命.     

形态结构和光电特性对纳米TiO2光催化性能的影响

采用sol-gel法制备了系列纳米TiO2光催化剂,运用X射线衍射、BET比表面测定、紫外漫反射吸收光谱和表面光电压谱等手段对催化剂进行表征,并以乙烯作为光催化反应的指标反应分子,研究了TiO2纳米晶的性质对于光催化活性的影响.随着焙烧温度的升高,TiO2的晶粒逐渐增大,比表面积下降,晶相由锐钛矿向金红石转变,其吸收带边与光伏响应阈值向长波方向移动,氧化－还原能力降低,降解乙烯的转化率迅速下降.     

硫脲对块体纳米晶工业纯铁在盐酸溶液中的缓蚀行为

采用电化学阻抗谱(EIS)研究了硫脲对室温下1 mol•L－1盐酸溶液中粗晶和纳米晶工业纯铁的腐蚀行为的影响.从EIS的拟合结果得知,在1 mol•L－1盐酸溶液中,块体纳米晶工业纯铁比粗晶工业纯铁腐蚀倾向小.基于纳米晶和粗晶工业纯铁在添加有硫脲的1 mol•L－1盐酸溶液中阻抗谱随浸泡时间的变化关系,观察到以下现象,当浸泡时间短至5 min时,对应不同浓度(50、100、150、500 mg•L－1)的缓蚀剂添加量,在粗晶工业纯铁的阻抗复平面图上出现一感抗弧,而在纳米晶工业纯铁的阻抗复平面图是一圆心下偏的容抗弧.随着浸泡时间的延长,两种样品的容抗弧半径增大,在150 mg•L－1的浓度时,电荷传递电阻(Rct)出现极值,这表明硫脲是一种吸附型缓蚀剂.抗盐酸腐蚀性能的提高和没有感抗弧的出现, 归因于体纳米化的结果,这与体纳米化的制备技术密切相关.     

LiCoO2电极/电解液界面特性的电化学阻抗谱研究

运用电化学阻抗谱研究了LiCoO₂电极在电解液中的贮存和首次脱锂过程. 发现LiCoO2电极在电解液中, 随浸泡时间延长其表面SEI膜不断增厚, 归结为LiCoO₂电极与电解液之间的自发反应导致生成一些高介电常数的有机碳酸锂化合物. 研究结果指出LiCoO₂电极首次脱锂过程中, SEI膜在3.8 ~ 3.95 V电位区间发生可逆坍塌, 对应其可逆溶解; 由于过充反应, 当电位大于4.2 V SEI膜迅速增厚. 研究结果同时表明, Li/LiCoO₂电池体系的感抗来源于充放电过程中LiCoO₂电极中存在LiCoO₂/Li_1-xCoO₂局域浓差电池. 发现锂离子在LiCoO₂电极中的嵌脱过程可较好地用Langmuir嵌入等温式和Frumkin嵌入等温式描述, 测得LiCoO₂电极中锂离子嵌脱过程中电荷传递反应的对称因子α = 0.5.     

弱碱性介质中氯离子对铜电极腐蚀行为的影响

应用循环伏安法、X射线光电子能谱法、电化学阻抗谱法以及现场椭圆偏光法研究了在弱碱性介质中添加Cl－对铜电极腐蚀行为的影响.结果表明, Cl－的加入能加剧铜电极的腐蚀,使腐蚀电流以及现场椭圆偏振参数Δ的变化范围都增大1个数量级, Cl－对Cu2O的掺杂将使铜电极的表面膜变得疏松,膜的耐蚀性变差.椭圆偏光实验不仅与电化学和能谱实验的结果一致,而且还能定性地、清楚地分辨出铜电极腐蚀过程中Cu2O的生成、Cl－对Cu2O的掺杂、CuO的生成等不同阶段;同时,利用恰当的模型还能定量地确定各个阶段铜电极表面膜的组成、厚度的变化,从而为研究铜电极的腐蚀与防护机理提供更多有用信息.     

温度对铅阳极膜电化学性能的影响

利用线性电位扫描法、交流伏安法、电化学阻抗谱(EIS)及Mott-Schottky方程, 研究了温度对纯铅在4.5 mol/L H₂SO₄溶液中形成的阳极腐蚀膜电性能的影响. 结果表明: 温度对膜电化学性能具有显著的影响, 随着温度的升高, 膜的电阻增加, 孔隙率增加, 传递电阻减小. EIS结果表明膜的生长遵循固相机理, Mott-Schottky曲线显示腐蚀膜呈现n型半导体特性, 随着溶液温度升高, 膜内的施主密度减小.     

TiO2纳米微粒对聚苯胺性能的影响

纳米微粒具有量子尺寸效应, 其光、电、声及磁等方面的性能与常规材料有显著的不同, 其中以TiO2纳米微粒的电荷载体、光电活性中心、光学微腔和光电特性等特征[1,2]尤为引人注目. 导电聚合物的纳米复合材料是纳米材料的研究热点之一, 在导电材料、电流体和高密度信息存储材料等方面具有良好的应用前景[3]. 在导电聚合物中, 聚苯胺(PANI)因其具有较高的电导率, 原料便宜, 稳定性好而成为目前最有希望获得实际应用的导电聚合物[4～6]. 将纳米微粒和PANI制成复合材料, 其光电性能等与PANI相比均有所改变. 目前已相继有PANI-ZrO2, PANI-MnO2, PANI-SiO2纳米复合材料的报道[7,8], 而有关PANI-TiO2研究工作尚少见报道. 本文制备了PANI-TiO2纳米复合材料, 通过红外光谱、紫外可见光谱及透射电镜等探讨了复合材料的微结构及性能.     

AC Impedance Studies on the Relationship between the Fractal Characteristics and Electrochemical Properties of Poly(Para‐Phenylene) Film

The effects of experimental conditions on the fractal structure of electrosynthetic polyparaphenylene films were studied by electrochemical impedance spectroscopy. The results indicate that, at the potential range (0‐0.6 V), the film surface fractal dimension rises while the corresponding charge transfer resistances R_ct decrease as charge increases. This is consistent with the oxidized behavior of the conducting polymer. As for the degradation of electrolytes, scanning electron microscopy observations of poly(para‐pheneylene) (PPP) film provide evidence of the close relationship between the degradation of electrolytes and the film morphology, also in good agreement with the electrochemical impedance results interpretation. The X‐ray photoelectron spectroscopic analysis results present that the relative oxygen content ratio (O/C) of the films increases with the times the electrolyte is used, which reveals that the degradation of the electrolyte may result in a compact and passivation PPP film.     

Electrochemical Monitoring of Photoelectrocatalytic Degradation of 3,4‐Dichlorophenol Using TiO2 Thin Film Modified Graphite Electrode

A novel electrode was prepared by forming TiO₂ thin films using a commercially available TiO₂ powder (Degussa P25) on graphite plates for water photoelectrocatalytic decontamination. In addition to, for the first time the photoelectrochemical degradation of 3,4‐dichlorophenol was investigated. The effects of applied potential, pH, and initial 3,4‐dichlorophenol concentration on the photoelectrocatalytic (PEC) degradation of 3,4‐dichlorophenol using ultraviolet (UV) illuminated TiO₂/graphite (TiO₂/C) thin film electrode was examined and discussed. Also, direct photolysis (DP), electrochemical oxidation (EC), photocatalytic (PC) and photoelectrocatalytic (PEC) degradation of 3,4‐dichlorophenol were compared. Results show that the best responses for PEC are obtained at applied potential 1.2 V versus reference electrode, pH 8.0 and initial 3,4‐dichlorophenol concentration 6.7 mg L^?1.     

All Solid‐State pH Electrode Based on Titanium Nitride Sensitive Film

Titanium nitride was used as pH‐sensitive material to fabricate all solid‐state pH electrode. The fabrication and the response performance of the pH electrode were described in the paper. The TiN film electrode showed a linear response in the pH range of 2–12 with a near‐Nenstian response (?55 mV/pH). The response time was within 1 min, and the electrode had good reproducibility, stability and low sensitivities for different species. Compared with the glass pH electrode, the electrode exhibited some advantages, for example, without activation, rapid response and high mechanical strength. In addition, the electrode performed excellently in a corrosion medium containing F^?(1 M). Electrochemical behaviors of TiN electrode in Britton‐Robinson buffers were studied with Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS).     

Influence of carbon source on the anatase and brookite mixed phase of the C-doped TiO2 nanoparticles and their photocatalytic activity

Choosing resorcinol, phloroglucinol, ethylene glycol and glycerol as carbon sources, respectively, C-doped TiO₂ nanoparticles are prepared via hydrothermal method. Here glucose is first used to determine the optimal C-doping amount and reaction environment. The experimental results reveal that adding small amount of carbon in TiO₂ can change the phase structure of the TiO₂, the self-characteristic of carbon source influences the ratio of anatase to brookite in the mixed phase structures, and the carbon source with no benzene ring can lead to a high content of brookite phase. The mixed crystal phases show lower band gap energy and less photogenerated electronic-hole recombination. Furthermore, a high content of hydroxyls in carbon source and a high ratio of brookite phase in the mixed crystal phases are beneficial to the photocatalytic performance.     

Effect of Complexation on the Zeta Potential of Titanium Dioxide Dispersions

Abstract

The present paper deals with the surface charge properties and the dispersion stability of an aqueous titania suspension. Generally the titania powder surface is negatively charged. The dispersion stability of TiO₂ suspension is governed by the value of zeta potential. The zeta potential was measured as a function of barium acetate and zinc acetate concentrations, at pH 6.0, and the addition of electrolytes caused sharp decrease of surface charge. Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) was used to chelate the bivalent metal ions, so that the charge of counterions was reduced. The complexation of bivalent counterions favors the increase of the negative zeta potential and the dispersion stability of aqueous TiO₂ suspension.     

TiO2光催化还原CO2

光催化还原CO₂技术在CO₂的治理与利用方面有着潜在的应用价值和良好的开发前景。该文简要综述了近年来用于光催化还原CO₂反应的TiO₂光催化剂材料,包括纯TiO₂催化剂、负载型TiO₂催化剂、金属改性TiO₂催化剂、半导体复合TiO₂催化剂和有机光敏化TiO₂催化剂等,并介绍了各类催化剂光催化还原CO₂的反应性能。     

碳和钇共掺杂对混相TiO2光催化性能的影响

TiO2因其毒性低、稳定性高、制备成本低廉而获得广泛应用,特别是作为光催化剂在降解环境污染物方面受到了广泛关注;然而,纯TiO2较大的光生载流子复合率和较宽的带隙限制了其应用.元素掺杂作为一种拓宽光催化剂光吸收能力的方法广泛应用于各种光催化剂的修饰改性,而两种具有光催化性能的TiO2相共存则能有效抑制光生载流子的复合,因此采取合适的方法有效利用这两种TiO2改性的方法制备得到更具实际应用潜质的光催化剂具有一定的可行性.本文通过简单的溶胶-凝胶过程向锐钛矿相与金红石相组成的混相TiO2中共掺杂碳和钇得到了一种活性较高的可见光响应光催化剂.采用粉末X射线衍射、拉曼光谱、X射线光电子能谱和透射电镜等表征手段研究了碳和钇掺杂对TiO2结构的影响,发现碳掺杂有利于金红石相的形成且材料具有更大的晶粒尺寸,钇掺杂则有利于锐钛矿相的形成且能细化材料的晶粒尺寸,提高材料的比表面积,导致材料更好的光催化活性.材料在30 W荧光灯光照条件下的光催化降解亚甲基蓝(MB)性能的研究显示,C-Y-TiO2样品具有比单掺杂和未掺杂样品更高的光催化活性,其顺序为C-Y-TiO2>Y-TiO2>C-TiO2>TiO2≈P25.此外,降解反应动力学研究表明C-Y-TiO2样品光降解MB的速率是未掺杂样品在相同条件下降解速率的3.5倍.不同钇掺杂含量样品的结构和光催化降解MB的研究结果表明,钇掺杂显著促进了锐钛矿相TiO2的形成.这说明钇可能仅掺杂进入锐钛矿相,因此合适的钇掺杂量才能有效形成最优化的光催化性能的混相TiO2.不同热处理温度下获得的样品的光降解MB特性也表明,一定的热处理温度有利于合适的锐钛矿相和金红石相的组成,从而有利于相间的协同效应.紫外-可见光谱和荧光光谱表征分析表明,碳和钇的掺杂都拓展了其吸收光谱到可见光区域,且抑制了光生电子和空穴对的复合,进而提高了材料的光催化活性.碳和钇共掺杂的混相TiO2具有较高可见光光催化活性的主要原因有两个方面:一是元素掺杂减小了TiO2的带隙使得材料具有可见光响应;二是金属和非金属元素在锐钛矿相与金红石相TiO2中不同的掺杂特性形成的协同效应,抑制了光生电子和空穴的复合.