碳毡电极的表面改性——Ⅲ.碳毡表面热氧化改性对电极性能的影响

碳毡电极材料经高温热氧化改性后,表面结构和性质发生明显变化。随热氧化温度上升,碳毡石墨结构更趋有序定向排列,石墨化程度提高。这不仅明显提高了其导电性能,同时也使表面含氧官能团的含量或O/C原子比下降。由于碳毡金属杂质含量减少以及表面担载的催化剂颗粒变大且分布更为不均匀,高温热氧化碳毡表面对析氢副反应具有较高的过电位,放氢电流大幅度降低,但提高热氧化温度使碳毡电极的电化学反应活性有所下降。为使碳毡电极上放氢电流降低的同时又保证电极具有较高的Fe~(3+)/Fe~(2+)及Cr~(3+)/Cr~(2+)反应的电化学活性,热氧化温度1700℃为宜。     

Au,Pb对Cr^3＋／Cr^2＋氧化还原反应催化性能的XPS研究

本文研究玻碳电极(GCE)表面Cr~(3+)/Cr~(2+)氧化还原反应产物和沉积的Au、Pb催化剂的价态以及它们对Cr~(3+)/Cr~(2+)反应的催化作用。XPS研究结果表明,Cr~(3+)/Cr~(2+)氧化还原反应产物无Cr~0或其它价态的化合物生成。Au、Pb作为催化剂以金属零价形式沉积在GCE表面。随Au、Pb光电子峰强度的变化,它们对Cr~(3+)/Cr~(2+)氧化还原反应呈现不同的催化作用。     

阳极改性对微生物燃料电池处理秸秆水解物性能影响

以玉米秸秆稀酸水解液为阳极底物,用污水处理厂活性污泥为产电微生物菌源构建双室微生物燃料电池(MFC),采用三种不同方法改性阳极碳毡,并对其MFC产电性能进行研究。结果表明,以未改性碳毡(CC)、HNO_3酸解CC(HNO_3/CC)、壳聚糖改性CC(chitosan/CC)、PDADMAC/α-Fe_2O_3层层自组装改性碳毡(PDADMAC/α-Fe_2O_3/CC)的MFC的最大产电量分别为248、315、452和522 mV,最大功率密度分别为54.6、92.7、203.8和248.1 mW/m~2,COD的去除率分别为82.21%、81.46%、82.53%和86.44%。循环伏安曲线显示,PDADMAC/α-Fe_2O_3层层自组装改性的阳极碳毡具有较高的氧化还原电位。电化学阻抗谱图表明,PDADMAC/α-Fe_2O_3层层自组装改性碳毡的极化内阻最小,为7Ω。几种改性材料为阳极的MFC性能依次为PDADMAC/α-Fe_2O_3/CC壳聚糖/CCHNO_3/CC空白CC。     

碳纤维电极性能的研究

铁络氧化还原液流型电池是近十几年发展起来的新型贮能电池。它的正、负极材料为碳毡(铬负极担载金、铅等催化剂)、碳布或由碳布与导电性树脂复合材料所制成的双极板。为改善此电池中负极上Cr~(3+)/Cr~(2+)离子偶氧化还原电化学反应的性能,已对碳纤维电极材料进行了大量的研究本工作结合铁铬氧化还原液流型电池,为改进铬负极(Cr~(3+)的还原)性能,研究不但载贵金属催化剂条件下碳纤维的活化工艺与表面性质的关系及对电极活性的影响。     

氧化镉改性石墨毡作为高性能的钒电池负极

为了提高原始石墨毡(GF)对V3+/V2+氧化还原反应的电催化活性和降低析氢反应对电池性能的影响,本文采用水热法将氧化镉(CdO)纳米颗粒负载于石墨毡表面,制备出改性石墨毡(CdO/GF)作为高性能的钒电池负极。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)进行表面形貌和物相分析得出:CdO纳米颗粒均匀负载于石墨毡纤维表面;线性扫描伏安法(LSV)、循环伏安测试(CV)、交流阻抗谱测试(EIS)表明:相对于GF,CdO/GF有效抑制了析氢反应的活性,CdO/GF对于V3+/V2+氧化还原反应的电化学活性和可逆性有显著的提高,电荷转移阻抗也有明显的减小;单电池测试中,对比GF,CdO/GF的放电容量衰减速率有显著的下降,在90 mA·cm-2的电流密度下的电压效率和能量效率提高了约5%。在多次充放电循环过程中,CdO/GF的催化性能显示出良好的稳定性。     

恒电位氧化改性石墨毡及其氧还原电极的电化学性能

分别采用循环伏安改性法和恒电位氧化法对石墨毡进行改性处理,并采用循环伏安法对其电化学性能进行研究,实验结果表明,恒电位氧化改性较循环伏安改性的石墨毡有较好的氧还原活性。通过XRD、FTIR、接触角和CV针对恒电位氧化处理石墨毡进行了进一步的测试。测试结果显示,随恒电位氧化时间的增加,石墨毡表面亲水性含氧官能团增加,润湿性增强。恒电位氧化改性处理25 min的石墨毡氧还原峰电位及电流密度分别为~-0.43 V和~0.003 4 mA·cm^-2,显示出很好的电化学催化性能。基于以上结果,恒电位氧化法改性处理能够极大提高石墨毡的氧阴极活性。     

恒电位氧化改性石墨毡及其氧还原电极的电化学性能

分别采用循环伏安改性法和恒电位氧化法对石墨毡进行改性处理,并采用循环伏安法对其电化学性能进行研究,实验结果表明,恒电位氧化改性较循环伏安改性的石墨毡有较好的氧还原活性。通过XRD、FTIR、接触角和CV针对恒电位氧化处理石墨毡进行了进一步的测试。测试结果显示,随恒电位氧化时间的增加,石墨毡表面亲水性含氧官能团增加,润湿性增强。恒电位氧化改性处理25 min的石墨毡氧还原峰电位及电流密度分别为~-0.43 V和~0.003 4 mA·cm^-2,显示出很好的电化学催化性能。基于以上结果,恒电位氧化法改性处理能够极大提高石墨毡的氧阴极活性。     

过渡金属氧化物修饰石墨毡阴极及电催化氧化性能测试

采用H2O2化学预处理石墨毡,并将过渡金属氧化物Ce O2负载到石墨毡上,制备出复合石墨毡阴极材料。研究结果表明H2O2处理可增加石墨毡的含氧官能团,改善表面亲水性,进而提高Ce O2的负载量,XRD分析表明石墨毡表面负载的Ce O2为萤石结构。电化学阻抗谱(EIS)和循环伏安曲线(CV)分析表明修饰后的石墨毡电荷传输阻力变小,氧化还原电流强度显著增强,活性表面积增大8倍,线性扫描(LSV)实验表明改性石墨毡在氧还原过程中具有较大的电流密度,是未改性前的8.5倍。采用改性石墨毡作为阴极,进行电芬顿催化降解甲基橙测试,20 min脱色率达到96.8%,与未改性石墨毡相比,去除率提高133.2%,显著提高了其电催化氧化性能。     

聚对氨基苯磺酸修饰石墨毡电极在全钒液流电池中的应用

通过电聚合和高温碳化的方法在石墨毡电极碳纤维表面修饰对氨基苯苯磺酸。用扫描电镜和电化学工作站分别表征了材料的表面形貌和电化学性质。结果表明:在石墨毡纤维表面均匀的分布着聚对氨基苯磺酸反应位点;电极不仅对V~(3+)/V~(2+)与VO~(2+)/VO_2~+电对具有很好的电催化性能,而且有效抑制了负极析氢过程,该电极在电流密度为180 m A/cm2情况下,能量效率为70%,表现出优异的综合电化学性能。     

全钒氧化还原液流电池用石墨毡电极的分步氧化活化

石墨毡电极是组成钒电池的关键材料,其较低的电化学活性是造成钒电池功率密度较低的关键因素之一. 本论文采用一种简便的石墨毡电极分步氧化活化法,先将石墨毡在高锰酸钾溶液中进行氧化,后置于活化溶液中激发其反应活性. 通过对处理后的石墨毡进行循环伏安、交流阻抗测试、XPS以及SEM表征,发现氧化时间和活化溶液组成是影响电极性能的因素,在本文中,先经过3天氧化时间,后在配比为3:1的活化溶液中处理的电极,较其他方法处理的电极,电荷传递电阻明显降低,其与溶液之间的接触电阻最低,为7.33 Ω·cm ²,氧化还原峰值比更接近于1,有效提高了反应的活性与可逆性,经X射线光电子能谱分析发现性能提高的原因与表面含氧官能团数目增加有关. 单电池性能测试结果进一步证实,利用该方法处理的石墨毡为电极的单电池,较未经处理的电池相比性能更优,有更高的放电容量和能量效率,在100 mA·cm ^-2电流密度下,能量效率较未处理电极高出7.47%. 与热处理法、酸处理法及电化学氧化法相比较,该方法不需要辅助设备,不消耗能源.     

过渡金属氧化物修饰石墨毡阴极及电催化氧化性能测试

采用H₂O₂化学预处理石墨毡,并将过渡金属氧化物CeO₂负载到石墨毡上,制备出复合石墨毡阴极材料。研究结果表明H₂O₂处理可增加石墨毡的含氧官能团,改善表面亲水性,进而提高CeO₂的负载量,XRD分析表明石墨毡表面负载的CeO₂为萤石结构。电化学阻抗谱(EIS)和循环伏安曲线(CV)分析表明修饰后的石墨毡电荷传输阻力变小,氧化还原电流强度显著增强,活性表面积增大8倍,线性扫描(LSV)实验表明改性石墨毡在氧还原过程中具有较大的电流密度,是未改性前的8.5倍。采用改性石墨毡作为阴极,进行电芬顿催化降解甲基橙测试,20 min脱色率达到96.8%,与未改性石墨毡相比,去除率提高133.2%,显著提高了其电催化氧化性能。     

恒电位氧化改性石墨毡及其氧还原电极的电化学性能（英文）

分别采用循环伏安改性法和恒电位氧化法对石墨毡进行改性处理,并采用循环伏安法对其电化学性能进行研究,实验结果表明,恒电位氧化改性较循环伏安改性的石墨毡有较好的氧还原活性。通过XRD、FTIR、接触角和CV针对恒电位氧化处理石墨毡进行了进一步的测试。测试结果显示,随恒电位氧化时间的增加,石墨毡表面亲水性含氧官能团增加,润湿性增强。恒电位氧化改性处理25 min的石墨毡氧还原峰电位及电流密度分别为~-0.43 V和~0.003 4 m A·cm~(-2),显示出很好的电化学催化性能。基于以上结果,恒电位氧化法改性处理能够极大提高石墨毡的氧阴极活性。     

锂离子电池负极碳材料的表面改性与修饰Ⅰ．表面的氧化、还原处理对碳材料电极性能的影响

通过各种氧化／还原体系对碳材料进行表面氧化、还原处理,研究了碳材料表面的痕量有机含氧官能团对以碳材料作为锂离子电池负极的电池性能的影响．结果表明,碳材料表面大量有机含氧官能团的存在将引起电池性能的严重恶化;相应地如对电极表面进行一定的还原处理、以减少碳表面有机官能团的含量及其氧化程度则可提高电极（碳材料）的容量及首次循环效率．文中还结合碳材料表面有机官能团对电解液溶剂的分解反应以及碳电极表面钝化膜形成的影响进行了解释．     

碳毡电极研究(Ⅰ)——碳毡电极的特征密度

本文提出碳毡电极特征密度新概念,即碳毡电极对溶液中镉离子富集时,当碳毡在电极管中的密度为0.040—0.120g/cm~3时,富集效率随密度增加而增大。当密度大于0.120g/[cm]~3时,富集效率几乎不变。并由浓度为1×10~(-8)—1×10~(-5)g/ml的古镉离子溶液富集实验数据得到证明。     

银离子在碳毡电极上的富集与洗脱

本文报道富集银后的碳毡电极用四种方法进行洗脱处理的结果。实验表明,当银离子浓度在1×10~(-1)—1×10~(-7)g/mL,范围内,被碳毡电极系统电化学富集后,用1mol/L硝酸作为洗脱剂,用活化加热法能使富集在碳毡电极表面的银获得最好的洗脱效率,平均洗脱率为95±2%。对于1×10~(-7)g/mL的原始待富集液与浓集液体积之比为270:1左右,每克碳毡可富集银1. 67×10~(-3)g。     

基于聚鸟氨酸修饰的玻碳电极用循环伏安法测定盐酸肾上腺素注射液中肾上腺素的含量北大核心CSCD

玻碳电极(GCE)经抛光、清洗干净、干燥后,放入含1.0×10^(-4)mol·L^(-1)鸟氨酸的磷酸盐缓冲溶液(PBS,pH 8.0)中,以GCE为工作电极、Ag/AgCl电极为参比电极、铂丝电极为对电极,在10 mV·s^(-1)扫描速率下于-1.8~2.3 V内循环扫描12段,取出修饰后的电极,用水清洗、干燥后即得聚鸟氨酸修饰的玻碳电极(POrn/GCE)。取盐酸肾上腺素注射液(1 mL∶1 mg) 0.72 mL,用PBS稀释至50 mL,分取10 mL置于25 mL的小烧杯中,搅拌130 s,以POrn/GCE为工作电极的三电极体系下进行循环伏安法(CV)扫描,扫描电位为-0.4~1.0 V,扫描速率为0.08 V·s^(-1)。结果显示:肾上腺素在POrn/GCE上的氧化/还原峰电位(E_(pa)、E_(pc))和在GCE上的基本一致,氧化/还原峰电流(|i_(pa)|、i_(pc))分别为39.9,15.6μA,较GCE上的(15.3,1.66μA)明显增加,同时,溶剂对肾上腺素的测定无干扰,说明修饰电极对肾上腺素具有较好的电催化作用;E_(pa)与pH呈负相关线性关系,曲线斜率的绝对值(0.058 7)接近0.059,说明电极反应是一个有质子参与的过程,且参与反应的质子数和电子数相同;|i_(pa)|与扫描速率呈线性关系,说明电极反应过程由吸附控制。肾上腺素的浓度在2.0~100μmol·L^(-1)内与其对应的|i_(pa)|呈线性关系,检出限为0.13μmol·L^(-1);100倍的尿素、色氨酸、甘氨酸和赖氨酸,50倍的Cd^(2+)和Ca^(2+),10倍的Al^(3+)和Fe^(3+)都不干扰肾上腺素的测定;用修饰电极重复分析标准溶液6次,测定值的相对标准偏差(RSD)为3.9%,将修饰电极放置7 d,|i_(pa)|较初始值减少了不到3.0%;对实际样品进行加标回收试验,测定值与标签值基本一致,回收率为97.6%~102%。     

锂离子电池负极碳材料的表面改性与修饰：Ⅰ.表面的氧化,还原处理对碳…

通过各种氧化／还原体系对碳材料进行表面氧化，还原处理，研究了碳材料表面的痕量有机含氧官能团对以碳材料作为锂离子电池负极的电池性能的影响。结果表明，碳材料表面大量有机含氧官能团的存在将引起电池性能的严重恶化；相应地如对电极表面进行一定的还原处理，以减少碳表面有机官能团的含量及其氧化程度则可提高电极的容量及首次循环效率。     

Bi及其复合催化剂对玻碳表面Cr~(3+)/Cr~(2+)氧化还原反应的催化性能

运用循环伏安法研究玻碳电极(GCE)上Bi及其多种复合催化剂(Pb/Bi,T_1/Bi及Cd/Bi)对Cr~(3+)/C~(2+)氧化还原反应的催化性能。结果表明,T_1较其它几种催化剂有更高的析氢过电位,从反应速度常数Ks的计算和析氢电流大小的比较进一步可知T1与Bi能组合成为催化性能最好的复合催化剂。 SEM分析表明,催化剂Bi及T1均以颗粒状沉积在GCE表面,但它们的颗粒大小和分布状态不同。运用数理统计和计算机拟合方法更明确说明Bi、T1催化剂颗粒分布曲线不同,环者为Γ分布,后者为正态分布。     

基于单纯型的非线性拟合求解多孔碳毡电极库仑检测器的质量转移系数

基于单纯型的非线性拟合求解多孔碳毡电极库仑检测器的质量转移系数陈国南（福州大学化学系,福州,３５０００２）关键词多孔碳毡电极;质量转移系数;非线性拟合在流动注射电化学检测中库仑检测器已经得到广泛的应用［１,２］。以多孔材料作为库仑检测器的工作电极,具...     

光电化学反应的催化 Ⅰ.大颗粒金岛对n-TiO_2电极上光电化学过程的催化作用

用溅射、光还原及电沉积法在n-TiO_2单晶电极表面上形成了大颗粒金岛.测量了这些电极和纯金电极在H_2SO_4溶液以及含有Fe~(3+)/Fe~(2+)的酸溶液中的光电化学极化行为.通过分析和比较这些曲线,确定了大颗粒金岛与n-TiO_2单晶的接触具有欧姆结性质.并借助于可换盘旋转环盘电极,在含Ce~(3+)的酸溶液中测量了裸TiO_2电极及载金的TiO_2电极上Ce~(3+)的竞争光电化学氧化.证实了以大岛形式在TiO_2电极表面上分布的催化剂只能催化暗反应,而不能催化光电化学反应.