介孔TiO2晶须及其担载RuO2的电容性能

烧结法制备的介孔TiO₂晶须具有高结晶度,孔径可控,并且制备成本低,可以大规模生产。如能将该材料用于电化学电容器电极材料,则可以降低成本、提高电容器性能。采用孔径分布在10 nm左右的介孔TiO₂晶须及其担载氧化钌的材料制备了电极,循环伏安法分析表明该材料在中性的0.1 mol·L^-1的Na₂SO₄溶液中即具有典型的电容行为,并且在较宽的扫描范围表现出一定的电容特性;介孔TiO2晶须担载RuO₂后,其电容性能优异,比电容达到940.4 F·g ^_-1（以RuO₂质量计）,有可能作为电化学电容器的低成本大规模生产的电极材料。     

碳纳米管/纳米TiO2-聚苯胺复合膜电极的制备及电容性能研究

用循环伏安法，在含有0．2mol／L苯胺的0．5mol／L硫酸溶液中，以50mv／s的扫描速度，在-0．1-0．9V的范围内实现了苯胺在Ti基碳纳米管／纳米TiO2电极上的电化学聚合，并用循环伏安（CV）法和电化学交流阻抗谱（EIS）对制备的碳纳米管／纳米TiO2-聚苯胺（CNT／nanoTiO2-PAn）复合膜电极的电化学性质进行了表征，同时进一步对该电极的充放电性能进行了研究。实验结果表明，此条件下得到的PAn膜电极具有良好的导电性，同时具有疏松、多孔的网络结构；充放电测试研究表明，基于CNT／TiO2基体上的PAn膜的面积比电容在放电电流密度为2．5mA／cm^2时达到了833mF／cm^2,说明有很好的电容性能，可以作为超级电容器的电极材料。     

甲醇在铂微粒修饰碳纳米管/纳米TiO2-聚苯胺膜电极上的电催化氧化

在0.5mol·L-1硫酸介质中,采用循环伏安的电化学聚合方法,以50mv·s-1的扫描速度,在-0.1～0.9V范围内以碳纳米管/纳米TiO2(CNT/nanoTiO2)电极为基体聚合得到了聚苯胺(PAn)复合膜电极,用循环伏安法研究了CNT/nanoTiO2-PAn-Pt电极在0.5mol·L-1H2SO4溶液中的电化学行为以及对甲醇氧化的电催化行为。结果表明,CNT/nanoTiO2-PAn-Pt电极对甲醇的氧化具有很高的电催化活性,并同时存在PAn的协同催化作用。在Pt载量为0.56mg/cm2时,甲醇氧化峰电流达到152mA/cm2,随着Pt载量的增加,甲醇的氧化峰电流最高可达410mA/cm2。     

纳米TiO2-Pt修饰电极的制备、性能及应用

采用电化学合成法和电沉积法制备高活性钛基纳米TiO₂-Pt(Ti/nano-TiO₂-Pt)修饰电极,通过循环伏安法研究并比较了钛基纳米TiO₂膜电极、纯Pt电极、Ti/nano-TiO₂-Pt电极在H₂SO₄溶液中的电化学行为以及Ti/nano-TiO₂-Pt电极对Mn²⁺氧化为Mn³⁺的电催化性能.结果表明纳米TiO₂-Pt修饰电极对Mn²⁺的电氧化有高催化活性.Mn²⁺氧化峰电位为1.28 V（vs SCE）,比纯Pt电极负移0.12 V;析氧电位为1.40 V,比纯Pt电极高0.08 V.Ti/nano-TiO₂-Pt修饰电极催化性能优于纯Pt电极和纳米TiO₂膜电极,非均相电解氧化效率可达90%以上.电解得到的Mn³⁺可一步氧化甘油为甘油醛,收率为96%.     

疏水性可见光响应型纳米CuO/TiO2催化降解高浓度硝基苯

采用十二烷基硫酸钠（SDS）对纳米CuO/TiO₂光催化剂进行疏水改性,并在可见光的照射下,研究了疏水性CuO/TiO₂对硝基苯降解的影响因素。实验表明：SDS-CuO/TiO₂催化剂具备完整的锐钛矿和CuO晶体衍射峰;SDS负载量变化对催化剂的紫外可见吸收性能没有影响;催化剂表面的疏水位主要是长链烷基。各影响因素的最佳水平分别是：SDS负载量2.3 g•（2.5 g TiO₂）^-1,初始浓度400～500 mg•L^-1,催化剂用量0.2 g•L^-1,pH 9,H₂O₂添加量6 ml•L^-1。最佳条件下硝基苯2 h降解率为80％,4 h降解率为93％。     

疏水性可见光响应型纳米CuO/TiO2催化降解高浓度硝基苯

采用十二烷基硫酸钠（SDS）对纳米CuO/TiO₂光催化剂进行疏水改性,并在可见光的照射下,研究了疏水性CuO/TiO₂对硝基苯降解的影响因素。实验表明：SDS-CuO/TiO₂催化剂具备完整的锐钛矿和CuO晶体衍射峰;SDS负载量变化对催化剂的紫外可见吸收性能没有影响;催化剂表面的疏水位主要是长链烷基。各影响因素的最佳水平分别是：SDS负载量2.3 g•（2.5 g TiO₂）^-1,初始浓度400～500 mg•L^-1,催化剂用量0.2 g•L^-1,pH 9,H₂O₂添加量6 ml•L^-1。最佳条件下硝基苯2 h降解率为80％,4 h降解率为93％。     

液相沉淀法制备纳米TiO2及其光催化性能的研究

提出了一种以TiSO₄为前驱体的制备锐钛矿型纳米TiO₂的液相沉淀法。通过控制适宜的制备条件，可将Ti^4+的初始浓度提高到15 mol·L^-1。以丙烯酰胺的光催化降解为模型反应，考察了所制备TiO₂的光催化活性。与萃取沉淀法制备的TiO₂和工业催化剂相比，该法制备的TiO₂不仅产率高，而且催化活性较好。     

CNT/PAn膜电极的电化学制备及电容性能研究

在含有0.2 mol·L-1苯胺的0.5 mol·L-1硫酸溶液中,采用循环伏安法,以50 mV·s-1的扫描速度,在-0.1~0.9 V的范围内实现了苯胺在碳纳米管修饰的金属钛电极上的电化学聚合,并用循环伏安(CV)法和电化学交流阻抗谱(EIS)对制备的碳纳米管/聚苯胺(CNT/PAn)膜电极的电化学性质进行了表征,同时进一步对该电极的充放电性能进行了研究。实验结果表明此条件下得到的PAn膜电极具有良好的导电性,同时具有疏松、多孔的网络结构,充放电测试研究表明,在电极基体上修饰CNT,不但可以增强PAn的导电性,同时可以使PAn的电容性能得到明显提高。     

活性氧化镍电极电催化合成二甘醇酸

通过电化学氧化还原技术将镍电极进行活化制备活性氧化镍电极,结合AFM、循环伏安和恒电流电解等技术研究了二甘醇在NaOH溶液中电催化氧化合成二甘醇酸。结果表明,经活化后的镍电极对二甘醇具有较高的电催化活性,镍电极经15 min活化处理后的电催化活性最佳。获得的最佳电解工艺条件为：电流密度17 mA·cm^-2,电解反应温度60℃,二甘醇浓度0.3 mol·L^-1,NaOH浓度2 mol·L^-1,此时二甘醇酸的收率为66.7％,电流效率为66.1％,二甘醇的转化率达89％。     

Fe3+掺杂介孔TiO2催化降解甲基橙

以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵醇溶液所形成的柱状胶束为模板剂,钛酸四丁酯为原料,经水解沉淀、晶化、沉降、抽滤、干燥及焙烧工艺制备出了介孔TiO₂固体催化剂。通过离子掺杂方法,用Fe(NO₃)₃溶液对介孔TiO₂掺杂,经搅拌、煮沸、晶化、蒸发、干燥及焙烧工艺,制备出了不同物质的量比的Fe³⁺/TiO₂催化剂。以甲基橙模拟染料废水,考察pH、催化剂用量、过氧化氢用量、催化剂Fe³⁺/TiO₂物质的量比和光照时间等因素对催化剂的催化性能的影响。结果表明,适量掺有Fe³⁺的催化剂Fe³⁺/TiO₂有利于太阳光催化甲基橙的效果,当甲基橙浓度为10 mg·L^-1、Fe³⁺与TiO₂物质的量比为0.000 5、催化剂用量为0.8 g·L^-1、过氧化氢为0.55 mol·L^-1、 pH=3并且太阳光直接照射20 min,脱色率达到96%。根据Languir-Hinshelwood动力学方程,近似推导出不同物质的量比Fe³⁺/TiO₂催化剂光催化降解甲基橙的动力学方程,并得出Fe³⁺与TiO₂物质的量比为0.000 5时的Fe³⁺/TiO₂催化剂,有最大宏观速率常数值,K₀为0.162 35 min^-1。     

碳化钨纳米晶薄膜电极的制备及其对甲醇电氧化性能

引　言碳化钨具有与金属铂相类似的表面电子结构[1], 因此, 人们一直在探索碳化钨在化学领域中的催化性能, 期望利用矿藏丰富、价格低廉的钨矿优势, 用碳化钨来替代资源稀缺、价格昂贵的铂及铂基合金催化剂. 研究表明, 碳化钨在烷烃重整、异构化反应以及在氢析出反应等方面具有     

925银电极上同步电化学还原NO2-与CO2合成尿素

引言煤炭、石油等化石燃料燃烧的同时会产生大量氮氧化物(NOx)和二氧化碳(CO2),导致地球的生态系统遭受严重破坏[1]。NOx是导致酸雨、光化学烟雾的主要污染物,而CO2是主要的温室气体。目前国内外使用比较广泛的NOx废气处理方法可分为干法和湿法两大类,其中干法可以分为选择性催     

有机电解液对锂离子电池合金型负极材料性能的影响

锂离子电池合金型负极材料的研究得到了广泛的关注,但是合金电极与电解液相互作用的研究非常少。本文采用电镀和热处理相结合的方法制备出Cu₆Sn₅合金薄膜电极,研究了各种电解液对电极性能的影响。研究结果表明,合金电极在LiN(CF₂SO₂)₂(LITFSI)为溶质的电解液中表现出比在常用的以LiPF₆作为溶质的电解液中更高的容量和更好的循环性能。合金薄膜电极在1mol·L^-1 LITFSI/EC∶DEC(1∶2)电解液中具有更小的反应电阻和更大的反应电流密度,锂离子在电极上插入和脱嵌的可逆性良好,反应电阻只有在1mol·L^-1 LiPF₆/PC电解液中的1/10。研究结果表明,乙烯碳酸酯(EC)由于在充放电过程中会形成固体电解质界面（SEI）膜,能大幅度提高材料的电化学性能,在锂离子电池中是不可或缺的。     

具有分子内荷移跃迁配合物的合成与应用

以2,2′-联吡啶-1,1′-二氧化物（bipyO₂）、cis-1,2-二氰基乙烯-1,2-二硫醇钠（Na₂mnt）和MnCl₂为原料,合成了一种配体间存在荷移跃迁的混配型配合物并经元素分析、热谱、摩尔电导、红外和紫外光谱表征.该配合物化学式为Mn（mnt）（bipyO₂）,属电中性物质,热分解温度高于310℃.不溶于水和常见有机溶剂,可溶于DMSO.在氨气浓度为（6.0×10-⁵）～（8.5×10^-4）mol· L^-1的范围,该配合物对氨气具有良好的敏感性和选择性;用它制作的传感器最佳工作电压为15 V,传感器的平均回收率为100.3%,响应时间为40 s,恢复时间为45 s.可用于微量氨的监测.     

载银TiO2薄膜制备及其光催化灭菌性能

在硫酸电解液中,用阳极氧化法在纯钛表面制备了纳米多孔TiO₂薄膜,并通过光沉积法进行了载银修饰。采用XRD、SEM对薄膜的形貌与相结构进行了表征,并考察了电流密度、电压和电解液浓度等对生成的TiO₂薄膜光催化灭菌性能的影响。结果表明：TiO₂薄膜由锐钛矿型和金红石型组成。随电压升高,金红石型的含量逐渐增多,微孔孔径增大,在电流密度为150 mA•cm^-2时,分别由120 V时的19%和93 nm增加到180 V时的96%和283 nm。电流密度的适当增大和适量的载银修饰有助于提高TiO₂薄膜光催化灭菌性能。在1 mol•L^-1硫酸溶液中,140 V/150 mA•cm^-2条件下制备的TiO₂薄膜,经3 g•L^-1硝酸银溶液中载银修饰后灭菌效果最佳。     

不同介质中间硝基苯磺酸钠的电化学行为

研究了铜电极上间硝基苯磺酸钠在含有四丁基高氯酸铵（TBAP）电解质的质子惰性介质（DMF）、质子介质（H₂O）及混合介质（DMF/H₂O）中的电化学行为。结果表明：在质子惰性介质中,间硝基苯磺酸钠分步连续地被还原为ArNO^-₂·和［ArNO²］^2-·阴离子自由基;其中ArNO₂/ArNO^-₂·为扩散控制的单电子转移可逆氧化还原反应。在水溶液中,间硝基苯磺酸钠经历了ArNO₂/ArNO和ArNO/ArNHOH反应。而在混合溶剂中,由于DMF的存在阻碍了硝基的质子化进程,间硝基苯磺酸钠经历了ArNO₂/ArNO^-₂·和ArNO-2·/ArNHOH反应。通过量化计算进一步证实了上述实验结果。     

电化学还原脱氯用GC负载Pd-Ni电极的制备及表征

通过电沉积法在玻碳板（GC）电极上负载钯镍双金属颗粒,并利用正交实验对其进行循环伏安（CV）研究,得到Pd-Ni/GC电极的最佳制备条件为：Ni²⁺=8.5 mmol·L^-1,Pd²⁺=3 mmol·L^-1,pH=7.0,J_k=15 mA·cm^-2,T=30 min。可以在-500 mV（以Hg/Hg₂SO₄为参比电极）左右获得-24.83 mA的氢吸附峰。用聚吡咯(PPy)修饰GC制备Pd-Ni/PPy/GC电极,CV结果表明,Pd-Ni/PPy/GC电极具有比Pd-Ni/GC电极更大的氢吸附峰值,可以在-500 mV（以Hg/Hg₂SO₄为参比电极）左右获得-32.33 mA的氢吸附峰。扫描电镜（SEM）分析表明,聚吡咯的修饰明显改变了Pd-Ni颗粒的沉积形态,使其沉积粒径更小,分散度更高。     

Ti/CeO_2-PTFE-PbO_2电极的制备及其电催化氧化性能

采用热分解-电镀法制备了聚四氟乙烯(PTFE)掺杂PbO2电极(Ti/PTFE-PbO2)和PTFE、CeO2共掺杂PbO2电极(Ti/CeO2-PTFE-PbO2),考察了电流密度、温度、搅拌速率、CeO2浓度等工艺条件对电极寿命的影响。对Ti/CeO2-PTFE-PbO2的电催化氧化性能进行了初步研究。结果表明,在电流密度为30mA.cm-2、温度80℃、搅拌速率为1300r.min-1和CeO2为3g.L-1等较优条件下,Ti/CeO2-PTFE-PbO2电极在9mol.L-1H2SO4溶液中的强化电解寿命(1A.cm-2)达983h。SEM和EDX的分析结果表明,PTFE、CeO2共掺杂使得Ti/CeO2-PTFE-PbO2表面的晶粒排布更均匀致密,电解过程镀层的铅氧计量比也具有较高的稳定性。由于具有更高的析氧电位,与Ti/PTFE-PbO2电极相比,Ti/CeO2-PTFE-PbO2电极对对氯苯酚的降解显示了更好的电催化活性。     

Mn-Sn-Sb/γ-Al2O3粒子电极对苯酚的降解特性

研制了复合氧化物负载型Mn-Sn-Sb/γ-Al₂O₃粒子电极并填充于主阴阳极之间,实现了三维电催化氧化反应,并采用XRD、SEM对粒子电极进行了表征.结果表明,该粒子电极对目标污染物苯酚显示了良好的电催化活性和稳定性,在相同反应条件下,不加粒子电极的二维电解时苯酚的降解率为55.6%,而三维电催化氧化过程中降解率为90.8%,大大提高了苯酚去除效果.研究苯酚降解的动力学规律表明,苯酚降解符合表观一级反应动力学规律.利用GC-MS分析了苯酚降解主要中间产物为异丁酸、丙二酸、对苯醌、丁烯酸、乙二酸、顺丁烯二酸、丁二酸、邻苯二酚、对苯二酚及间苯二酚等,并据此推测了苯酚电催化氧化的可能反应途径.