电解煤浆制取氢气的工艺研究

首次对我国煤炭进行了电解制氢的工艺条件探讨,用自制Pt/Ti催化电极和Pt-Ir/Ti催化电极为工作电极,分别研究了反应过程中煤浆浓度、电解温度、电解质硫酸的浓度、不同煤种、不同溶液催化剂Ce4+、Fe(CN)63-、Fe3+及Fe2+/Fe3+对电解制氢的影响。使用不同电极时电流密度相差较大,Pt-Ir/Ti电极比传统的Pt片电极对电解煤炭制氢的催化效果要好。以Pt-Ir/Ti(摩尔比1∶2)为工作电极所得最大电解制氢效率为99.7%,氢气流速为19.7 mL/(cm2.h)。Fe2+/Fe3+的联用大大提高了电解制氢的效率。阳极气体分析主要组分是CO2及少量CO,还有痕量的低沸点有机物气体,且CO2与氢气体积比为1∶(10~20),大大降低了对该方法引起温室效应的预期。     

直接电解法降解活性艳红X-3B的研究

自制了Ti/Sb_2O_5+SnO_2/α-PbO_2/Ce+β+PbO_2和氧电极,并用XRD,SEM对电极进行表征和性能测试.利用该电极体系降解活性艳红X-3B,研究了电流密度、Fe~(2+)投加量、初始pH、曝气量等因素对活性艳红X-3B降解效果的影响.结果表明,该电极体系实现了阳极和阴极的"协同催化氧化",对活性艳红X-3B具有很好的降解效果.电解50min时,脱色率接近100%,该反应过程遵循1级动力学模式.     

改性SnO_2电极电催化降解煤化工废水

针对煤化工废水生化处理后无法达到污水排放和回用标准等问题,研究采用电催化氧化法降解废水中氨氮和COD来实现废水的零排放。比较了改性SnO_2电极(ESIX-SnO_2)与Ti/SnO_2电极电化学性能,并考察电流密度、初始pH、初始Cl-质量浓度对电催化降解废水中氨氮和COD的影响。结果表明,与传统的Ti/SnO_2电极相比,ESIXSnO_2电极晶粒尺寸变小、析氧电位(1.67 V)和加速寿命(112 h)显著提高。在优化工艺条件下,电解30 min后,ESIXSnO_2电极对NH_4~+-N和COD的去除率分别为100%和90%。在实际催化氧化过程中,ESIX-SnO_2电极表面产生更多具有强氧化性的羟基自由基,能够快速氧化氨氮和有机物,实现了污染物的快速无害化去除。     

Ti/MnO2电极制备及对甲醇催化氧化

钛基二氧化锰涂层电极（Ti/MnO₂）被认为是一种有发展前途的阳极材料。本文采用电沉积方法制备了Ti/MnO₂催化电极,并用SEM对电极涂层进行了表征,利用循环伏安、阳极极化和塔菲尔图等电化学方法测试Ti/MnO₂电极的性能,以制备的Ti/MnO₂电极对甲醇进行电催化氧化,探究了电流大小、甲醇浓度、电解时间对甲醇电解率的影响。结果表明：Ti/MnO₂催化电极晶粒分布均匀,裂缝少,能够很好的覆盖钛基体,当电流强度控制在1mA,电解液浓度为0.4mg/mL,电解时间50min时,电极对甲醇的催化氧化活性最高,电解率达85.16%。     

Ti／SnO2—SbOx—PtOx氧化物电极结构和失效原因的研究

本文用 X 射线衍射,扫描电镜分析研究了 Ti/SnO_2—SbOx—P_tOx 氧化物电极的表面结构,发现 Sb 在 SnO_2中形成固溶体;Pt 能和 Sn 发生相互作用形成 PtSn 金属间化合物。电极中少量的 P_t 能使电极活性和寿命大大提高,主要有两个原因:第一.锡锑掺杂微量铂后涂层的表面积增大。第二.掺杂铂后,导电率增加。从 X 射线衍射图中还看出,Ti 基体能与活性层形成 Ti_6Sn_5金属间化合物,正是由于氧化物间形成了固溶体,界面间形成了金属化合物、使得基底与氧化物之间相互渗透,加强了基底与涂层的附着力。电极失效的原因主要是活性层的溶解和 Ti 基上 Ti 氧化物的形成。Ti 氧化物是在 Ti 基体与涂层之间,起了隔离层的作用,它使电极的导电性大大降低。SnO_2半导体近几年已经被用于电分析化学、电催化和光电化学研究中的工作电极,因为它具有高的导电率,高的机械强度,优良的耐腐蚀性,这些都符合做阳极材料的要求。因此,岩仓千秋等人近来研究了 Ti/SnO_2—SbOx—MOx(M 代表贵金属)电极在 KOH 和NaCl 溶液中的析氧和析氯的电催化活性。在过去的几年中,我们着重对 Ti/SnO_2—S_bOx—PtOx 电极在 H_2SO_4,NaCl 溶液中析氧和析氯,做为阳极材料其制作工艺、组成与它的催化活性以及使用寿命的关系进行了研究。要真正使得该电极能应用于 H_2SO_4介质中的电解及氯碱工业,弄清它的活性层结构及其作用机理是非常重要的。制得的 Ti/SnO_2—SbOx—PtOx 电极,有优良的催化活性,有希望在 NaCl 电解中取代Ru—Ti 电极。为了进一步改进 Ti/SnO_2—SbOx—PtOx 电极的性能,扩大电极的应用范围,找出电极失去活性的原因是十分必要的。国外关于 Ti/SnO_2—SbOx—PtOx 电极失效原因的报导几乎没有,只是日本的岩仓千秋等人对 Ti/SnO_2—SbOx—MOx(RuOx)电极失效的原因提出过一个假设,然而,他们并没有给予实验依据。通过实验,我们发现Ti/SnO_2—SbOx—PtOx 电极失效是一个渐变的过程。电解过程中总是伴随着表面层的溶解,直至最后 Ti 上形成了高阻性的氧化物而导致电极最终失效。     

钛基La掺杂SnO_2-RuO_2电极的制备及其电化学氧化焦化废水

采用溶胶-凝胶法制备了Ti/SnO_2-RuO_2、Ti/SnO_2-RuO_2-La两种电极,探究稀土La对钛基SnO_2-RuO_2电极的改性效果,考察了电极在不同条件(电流密度、温度及pH)下电化学氧化焦化废水中COD的去除效果。结果表明,Ti/SnO_2-RuO_2-La电极对焦化废水中有机物有较好的降解效果,在电流密度10 mA/cm~2,温度30℃,pH为8,电化学氧化30 min时,焦化废水中COD去除率可达85.06%。     

Ti/RuO_2网状电极降解对硝基苯甲酸废水的研究

采用刷涂法制备了Ti/Ru O_2涂层网状电极,通过X射线衍射和扫描电镜对电极的组分和形貌进行了表征。以Ti/Ru O_2涂层网状电极为阳极,不锈钢网电极为阴极,研究了电解电压、p H、温度和电解时间等因素对对硝基苯甲酸废水电化学催化降解的影响。正交实验结果表明,影响对硝基苯甲酸废水电化学催化降解的顺序依次为p H、温度、电解时间、电解电压。通过单因素实验得到的电化学降解优化条件为:电解电压为2 V,p H为3,温度为30℃,电解时间为180 min。在该条件下,对硝基苯甲酸废水的COD去除率和降解率分别为79.5%、77.2%。     

Ti/SnO2-Sb电极的制备及降解罗丹明B的研究

采用高温热氧化法制备Ti/SnO_2-Sb电极,用扫描电子显微镜(SEM)表征电极的形貌,EDX对电极表层各元素组分的相对含量迚行分析。以Ti/SnO_2-Sb电极为阳极,钛网为阴极,对罗丹明B染料模拟废水迚行电催化氧化降解。结果表明,当罗丹明B的初始浓度为100 mg/L,电流密度为10 mA/cm~2,电解质浓度为0.10mol/L,pH=7时,反应30 min罗丹明B脱色率为97.5%,60 min时溶液的COD去除率为70.5%。     

Ti/SnO2-Sb电极的制备及降解亚甲基蓝的研究

采用高温热氧化法制备了Ti/SnO_2-Sb电极,用扫描电子显微镜(SEM)表征了电极的形貌。以Ti/SnO_2-Sb电极为阳极,钛网为阴极,对亚甲基蓝废水进行电催化氧化降解,研究不同因素对亚甲基蓝脱色率的影响,并分析了亚甲基蓝的降解效果。结果表明,当亚甲基蓝的初始浓度为100mg·L~(-1),电流密度为10mA·cm~(-2),电解质浓度为0.10mol·L~(-1),pH=10时,反应30min,亚甲基蓝的脱色率为98.8%,60min时溶液的COD去除率为72.8%。     

换向脉冲电沉积法制备Ti/TNTs/Sb–SnO_2阳极及其性能研究

以Ti阳极氧化所得TiO_2纳米管(TNTs)为基体,采用换向脉冲电沉积制备Sb掺杂SnO_2电极(Ti/TNTs/Sb–SnO_2)。采用X射线衍射、扫描电镜、能谱等手段对其微观结构、表面形貌及元素组成进行分析,研究了它作为阳极对对硝基苯酚(p-NP)的电催化氧化降解能力。结果表明,当负向脉冲电流为60 m A时,换向脉冲电沉积法制备的Ti/TNTs/Sb–SnO_2电极的表面覆盖层均匀,致密,无裂缝。阳极极化曲线的分析结果表明,该电极的析氧电位为2.28 V,用其降解对硝基苯酚2.5 h后,去除效率达81%。     

自制氧化铅电极降解苯酚的试验研究

以钛片为基底,Sn O2+Sb2O5为中间层,自制氧化铅电极用于苯酚的电化学降解。试验结果表明,自制电极具有良好的苯酚去除效果:在室温为15℃,电极间距为15 mm,电流密度为16 m A/cm2,苯酚溶液p H为6.3,导电介质Na2SO4浓度为0.25 mol/L时,电解300 m L初始质量浓度为100 mg/L的苯酚,4 h后去除率可达91.89%。研究降解过程中苯酚初始浓度、p H、导电介质、电流密度、电极间距等因素对苯酚降解过程的影响。在此基础上对苯酚降解影响较大的初始浓度、p H、电流密度3个因素优化,通过响应曲面分析交互影响和单因素影响,结果表明,三者交互影响不大,苯酚初始浓度影响最大,p H影响最小,与单因素影响分析结果吻合。     

Service life of Ti/SnO2–Sb2O5 anodes

The service life of SnO2–Sb2O5 coated anodes prepared by the spray pyrolysis technique using Ti or Ti/IrO2 substrate, was studied under galvanostatic conditions (100mAcm–2 in 1m H2SO4 at 25°C. The results showed that the presence of an IrO2 interlayer between the Ti substrate and the SnO2–Sb2O5 coating (Ti/IrO2/SnO2–Sb2O5 anode) strongly increases the service life of the anode. This beneficial action of the IrO2 interlayer was attributed to its high anodic stability and its isomorphous structure with TiO2 and SnO2. Cyclic voltammetry and steady-state polarization curves showed that the electrochemical behaviour of the Ti/IrO2/SnO2–Sb2O5 electrode lies between the behaviour of the Ti/IrO2 and the Ti/SnO2–Sb2O5 electrodes due to incorporation of IrO2 in the SnO2–Sb2O5 coating during its preparation.     

不同金属氧化物膜电极上苯酚的电催化氧化

分别以自制的金属氧化物膜电极Ti/SnO2+Sb2O3、Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2和Ti/SnO2+Sb2O3/RuO2+PbO2为阳极，恒电流电解低浓度苯酚溶液，研究了不同金属氧化物阳极对苯酚电催化氧化过程的影响。实验结果表明：在实验条件下，苯酚溶液在3种金属氧化物膜电极上的电催化氧化过程的宏观动力学符合一级反应动力学规律，但不同金属氧化物阳极上苯酚电催化氧化过程的表观反应速率及电流效率有明显的差异。25℃下苯酚在Ti/SnO2+Sb2O3、Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2和Ti/SnO2+Sb2O3/RuO2+PbO2电极上电催化氧化的表观反应速率常数k分别为6.66×10-2min-1、2.49×10-2min-1和9.76×10-3min-1;瞬时电流效率随电解时间的增长而下降，初始电流效率分别为78.7%、38.9%、13.2%。以Ti/SnO2+Sb2O3电极为阳极电解60 min后，苯酚浓度从初始浓度2.13×10-3mol·L-1降至3.27×10-5mol·L-1，苯酚的转化率达98.5%;而在相同的反应条件下，以Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2和Ti/SnO2+Sb2O3/RuO2+PbO2为阳极时，苯酚的转化率只有82.7%和29.8%。对3种电极在苯酚溶液中的伏安特性的研究表明，Ti/SnO2+Sb2O3电极具有比Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2和Ti/SnO2+Sb2O3/RuO2+PbO2高的析氧电位，因此有利于有机物的氧化和过程电流效率的提高。     

前驱体溶剂对锡锑电极性能影响的研究

利用热解法在钛基体上制备了锡锑氧化物电极,研究了前驱体对Ti/SnO2-Sb2O3电极性能的影响,并利用金相显微镜和X-射线衍射分析对电极的形貌和结构进行了表征,通过甲基橙降解实验考查了电极的电催化活性。结果表明,乙醇作为前驱体溶液制备的锡锑电极,表面结构致密,在100 A/dm2电流密度下,强化寿命试验可达213min,超过了其他三种前驱体所制备的电极,电解甲基橙褪色率达到95.48%,表现出了良好的性能。     

钛基锡锑中间层上二氧化铅电沉积过程的研究

运用电化学手段研究了钛基锡锑中间层上二氧化铅的阳极电沉积过程.循环伏安曲线表明,二氧化铅的电沉积经历了晶核形成过程,通过恒电位阶跃暂态曲线可知,二氧化铅在Ti/SnO2-Sb2O5电极上的电沉积初始过程遵循扩散控制的瞬时成核和三维长大方式,且随着过电位的增加,电极表面上晶核数增多.     

硫酸介质中Ti/MnO_x型阳极的电化性能

本文用SEM和EDS研究了Ti／SnO2＋RuO2＋MnOx／MnOx电极的表面形貌和表面元素相对含量，考察了电极在20％H2SO4中的使用寿命，并用双位垒模型讨论了该电极的电化学性能，结果表明电极具有优良的电化学性能和较长的使用寿命．     

Interactive Oxidation of Photocatalysis and Electrocatalysis for Degradation of Phenol in a Photoreactor

TiO2/C particles as photocatalyst were prepared by dipping TiO2 suspension solution with activated carbon and were applied in the photocatalytic-electrocatalytic degradation of phenol, the Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2 electrode and oxygen diffusion electrode were used as anode and cathode respectively, and a 250 W ultraviolet lamp (365 nm) as side light source. The SEM results of TiO2/C and Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2 anode indicated that the TiO2 on carbon particles was uniform and PbO2 film on the surface of anode was in cauliflower form, the XRD result of oxygen diffusion electrode showed that only crystalline graphite was found. The influential parameters of degradation process such as applied cell voltage (E), initial concentration of phenol (C0), amount of TiO2 catalyst and air flow rate (v) were discussed. Under the following experimental conditions of C0=50 mg/L, pH=6, E=2 V, TiO2 0.98 mg/mL, v=382.2 mL/min, and light intensity I=10.5 mW/cm2, phenol could be entirely degraded, and about 89% of total organic carbon (TOC) was removed after 3 h degradation.     

不同金属氧化物阳极上甲基橙的电化学氧化降解

分别以Ti/SnO2+Sb2O3和Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2电极为阳极进行甲基橙的电化学氧化,研究了两种金属氧化物阳极上甲基橙氧化降解过程的反应速率、电流效率及COD的变化.结果表明,两种金属氧化物阳极都能有效氧化降解甲基橙,氧化反应符合一级反应动力学规律,在Ti/SnO2+Sb2O3和Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2电极上甲基橙氧化降解过程的表观速率常数分别为0.148和2.43×10-2 min-1. 以Ti/SnO2+Sb2O3为阳极电解30 min,甲基橙的浓度从初始时的0.305 mmol/L降至4.89×10-3 mmol/L,甲基橙的转化率达98.4%;在Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2电极上,相同电解时间下甲基橙的浓度只降至0.14 mmol/L,转化率为55.0%. 对不同电极上甲基橙电化学氧化过程电流效率的研究表明,Ti/SnO2+Sb2O3电极的电流效率明显高于Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2电极. Ti/SnO2+Sb2O3电极的反应速率大、电流效率高主要源于其较高的析氧电位.     

钛基IrO2+SnO2电极的析氧性能及其在电合成丁二酸中的应用

通过热分解法制备了IrO2+ SnO2/Sb2 O3+ SnO2/Ti、IrO2+ SnO2/Ti、IrO2+ Ta2O5/Sb2O3+ SnO2/Ti电极,通过线性伏安、电化学阻抗、强化寿命测试等研究了钛基涂层电极在1 mol· L-1硫酸溶液中的析氧性能.采用EDX、SEM等考察了电极的表面元素分布和电极强化寿命测...     

Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2电极在硫酸溶液中Cr3+氧化的电化学性能

对用聚合前驱体溶液通过热分解法制备的Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2电极在硫酸溶液中Cr3+电化学氧化的电化学性能进行了研究. 分别测定了以Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2和PbO2为阳极，硫酸介质中Cr3+电化学氧化过程的极化曲线、抗腐蚀性以及不同操作电流密度、Cr3+浓度、反应温度、硫酸浓度下的电流效率. 实验结果表明，聚合前驱体溶液通过热分解法制备的Ti/SnO2+Sb2O3/PbO2电极与PbO2电极相比具有更高的电催化活性和抗腐蚀性.