稀土铒改性钛基PbO2电极的制备和性能

采用电沉积法制备了稀土铒改性钛基PbO₂电极,用SEM、EDS和XRD技术分析了表面物相和结构,用EIS、线性极化扫描、荧光光谱分析和苯酚降解实验对其性能进行了表征。结果表明,稀土铒改性钛基PbO₂电极镀层的结构主要为β-PbO₂晶型,其晶粒明显细化,比表面积增大;电致生成羟基自由基的能力是未改性电极的2.3倍;改性电极具有更小的电化学反应电阻和更高的阳极析氧过电位。苯酚降解实验表明,稀土铒掺杂改性明显提高了钛基PbO₂电极的电催化性能,2h降解率达91.8%。     

不同基体PbO2镀层电极材料制备的研究现状及展望

PbO2具有良好的电化学性能和耐腐蚀性能,是一种优良的电极材料。综述了近年来不同基体制备PbO2镀层用作电极材料的研究进展及其在降解苯酚、电催化氧化降解甲基橙、锌电积等领域的应用。指出了不同基体PbO2镀层电极材料制备存在的不足和解决问题的初步设想。     

Ti/Sb-SnO2电极对透明质酸的电化学降解

采用钛基锡锑(Ti/Sb-SnO2)电极对透明质酸(HA)进行电化学降解研究,考察了电解时间、电流密度、温度、HA初始浓度、乙酸钠电解质浓度等因素对降解效果的影响,并对降解产物进行了表征。结果表明,Ti/Sb-SnO2电极的降解效果随电解时间、电流密度和温度的增加而提高,随HA初始浓度、乙酸钠浓度的增大而降低。Ti/Sb-SnO2电极降解基本不改变产物的结构和葡萄糖醛酸含量,只在其端基位置生成C=O双键。HA的断链位置可能位于其主链上的糖苷键。     

不锈钢基PbO2-WC-CeO2复合镀的机理及镀层性能

不锈钢基PbO2-WC-CeO2复合电极克服了传统钛基二氧化铅(DSA)电极基体易钝化、寿命短和成本高等缺点,以往对其电化学性能研究不多。采用复合电沉积方式在不锈钢基体上制备了PbO2-WC-CeO2复合电极,通过循环伏安曲线(CV)考察了复合电极的电沉积过程;通过X射线衍射(XRD)、能谱分析仪考察了复合电极的元素组成;通过扫描电镜(SEM)考察了复合电极的表面形貌变化;通过Tafel曲线、析氧曲线考察了电极掺杂前后的电化学性能变化。结果表明:WC和CeO2固体颗粒的加入使得PbO2电沉积过程发生了择优生长和晶粒细化,电极耐腐蚀性能提高,催化活性和节能性能变佳。     

TiO2掺杂PbO2电极及其在电解法制臭氧中的应用研究

为了提高电极对臭氧生成反应的电催化活性,采用纳米复合电镀技术制备了TiO2改性PbO2电极.分别采用X射线衍射和X射线荧光光谱分析了其晶体结构和组分含量。将该电极用于电解法制备臭氧,并考察了电流密度、电镀极间距、电镀液pH值以及TiO2颗粒粒径对电极性能的影响.实验结果表明,改性后的PbO2电极使臭氧生成反应的电流效率由11.9%提高到了12.9%.电镀电流密度和电镀极间距的提高有利于提高电极催化活性.TiO2的掺杂会降低PbO2电极的晶胞粒径,有利于提高电极的电催化活性.     

Pb02-CeO2电极的制备及其电化学性能

为解决传统铅银合金存在的铅污染和钛基PbO：（DSA）基体易钝化、使用寿命短等问题,以不锈钢为基体,用稀土Ce改性,制备了PbO2-CeO2电极。分析了PbO2的形成机理,通过析氧曲线、Tafel曲线、EDS能谱及扫描电镜考察了温度、电流密度、稀土ce等对电极性能的影响及所制备电极的元素分布及表面形貌。结果表明：最佳制备工艺为190g／LPb（N03）2,15g/L Cu（N03）2,O．5g／LNaF,30g／LCe02,pH值为2～3,机械搅拌,温度70℃,电流密度10～20mA／cm2,时间30min;所制备的镀层平整、均匀,电化学性能优良,镀层中CeO2,质量分数约为4％～6％;PbO2CeO2电极析氧电位1500mV左右,节能性能明显优于传统惰性阳极。     

AEO改性二氧化铅电极在降解甲基橙过程中的电化学行为

采用阳极氧化法在不锈钢基体上制备了脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO)改性PbO2电极。通过SEM图像和XRD图谱分别考察了电极的表面形貌和物相组成,采用稳态极化法和循环伏安法分析了电极在甲基橙模拟废液中的电化学特性,并对质量浓度为10mg·L-1的甲基橙模拟废水进行了电催化降解实验。结果表明,与未改性PbO2电极相比,改性PbO2电极表面平整致密,具有较高的析氧电位和较高的氧化峰电流,有利于有机物的降解。降解实验结果表明改性电极的电催化活性高于未改性电极和石墨电极。     

β-PbO_2电镀液中Fe~(3+)含量对PbO_2电极电化学行为及性能的影响

为了探讨低成本高稳定性钛基二氧化铅电极的制备工艺,研究该电极在锌电积液中的电化学性能,在制备β-PbO_2镀层的溶液中加入了有助于镀液稳定的主盐成分Fe~(3+)且使其不被消耗。使用扫描电镜(SEM)研究了β-PbO_2镀层的表面形貌,使用X射线衍射仪(XRD)分析了镀层的晶体物相组成,采用强化寿命测试和热震试验法研究了PbO_2电极的稳定性;在含不同浓度Mn~(2+)锌电解液中,通过阳极极化曲线(LSV)、循环伏安曲线(CV)和交流阻抗谱(EIS)研究了PbO_2电极的电化学行为。结果表明:镀液中掺杂Fe~(3+)获得的β-PbO_2镀层表面均匀致密,不存在明显的铁氧化物;当锌电解液中Mn~(2+)浓度为4 g/L时,PbO_2电极表现出了最优的电催化活性。     

PbO2-MnO2共沉积电化学行为研究

采用旋转圆盘电极(Rotating disk electrode,RDE),通过循环伏安法(Cyclic voltammetry,CV)分析了硝酸锰浓度、硝酸浓度、硝酸铅浓度和溶液温度对PbO_2和MnO_2共沉积的影响规律,获得了PbO_2和MnO_2共沉积的最优条件。探究了旋转圆盘电极转速对PbO_2和MnO_2共沉积的影响,发现最优条件下其共沉积行为主要受电化学控制。使用扫描电镜(Scanning electron microscope,SEM)观察PbO_2-MnO_2沉积层表面形貌,发现PbO_2-MnO_2沉积层表面以圆球状结构为主。通过X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)检测到PbO_2-MnO_2沉积层表面出现了一种α-MnO_2、α-PbO_2、β-PbO_2三相同时存在的混合结晶状态。     

改性PbO2 电极电催化降解水中硝基苯酚

为研究PbO2电极的性能,在酸性溶液中,以电沉积法制备了改性钛基PbO2电极,优化并确定了电极的制备工艺,并利用SEM对电极的表面形貌进行了检测.以硝基苯酚为目标有机物,考察了电极的电催化氧化性能.采用铋掺杂PbO2电极处理水中邻硝基苯酚、间硝基苯酚和对硝基苯酚,并对不同硝基苯酚的矿化过程以及降解动力学进行了比较.研究表明:改性PbO2电极的电催化性能优于传统的PbO2电极;邻硝基苯酚在本研究条件下更易被降解.     

基于SnO2/Fe3O4粒子电极的三维电极体系的电催化性能

通过水热法合成复合金属氧化物SnO_2/Fe_3O_4粒子电极,然后采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、磁滞回线等技术分别对粒子电极的晶体组分、形貌、元素组成和分子结构以及粒子电极的磁性特征进行表征。采用循环伏安法分析了三维电极系统的电化学性能,并进行了电催化氧化降解罗丹明B(RhB)的实验。结果表明,SnO_2/Fe_3O_4粒子电极负载稳定、导电性强、便于回收再利用,有利于电催化氧化降解反应。三维电极降解罗丹明B的析氧电流高于其他电极体系,电催化活性效果明显,90min内罗丹明B的降解率为100%、TOC去除率为83%,反应中产生的·OH是降解有机物的主要活性基。粒子电极在重复利用5次的情况下,对罗丹明B的降解率仍保持93%以上、TOC去除率保持在77%以上,具有稳定的电催化性能。     

Al/β-PbO2电极的制备及其性能

利用直流电沉积的方法,在铝基体上电解沉积β-PbO2镀层。通过条件实验分析了电流密度、镀液温度和沉积时间对电解沉积β-PbO2的电流效率、沉积速度、镀层厚度和硬度的影响,并确定了最佳工艺条件:Pb-(NO3)2200～250g/L,HNO310g/L,电流密度3～4A/dm2,镀液温度50～55℃,电沉积时间4h。     

Al/Pb/α-PbO2惰性阳极材料制备及电化学性能

采用单脉冲电沉积在铝合金基体表面制备了锌电积用Al/Pb/α-PbO2惰性阳极材料,研究了电沉积过程脉冲平均电流密度(2～5A.dm-2)对制备的惰性阳极材料在50g.L-1 Zn2+,150g.L-1 H2SO4,35℃溶液中电化学性能的影响,测试了阳极极化、循环伏安和塔菲尔曲线。结果表明:增加脉冲平均电流密度,惰性阳极材料在[ZnSO4+H2SO4]溶液中同一测试电流密度下的析氧电位或析氧过电位逐渐升高。相比于Pb-1%Ag合金阳极脉冲平均电流密度为2A.dm-2时制备的惰性阳极材料在[ZnSO4+H2SO4]溶液中的析氧过电位较低,腐蚀电位较高,腐蚀电流较低。     

Ti/SnO2+SbOx/MnO2(Ce)电极制备及性能表征

采用热分解法制备了不同浓度稀土元素铈掺杂钛基二氧化锰电极,通过SEM、极化曲线和EIS测试等方法分析了自制电极的形貌、催化性能和废水处理效果等.结果表明:适量铈元素的掺杂能改善二氧化锰电极的表面形貌,提高电极的析氯电催化活性,增强电极的耐蚀性和稳定性;使其在氯化钠电解质体系中处理亚甲基蓝印染废水的色度去除率达到96.9％,COD去除率达到91.8％.     

改性SnO2电极的制备及电催化性能研究

为了研究3种掺Sb、掺Ru和掺Ru、Ce钛基SnO2电极的性能,以热分解法制备了改性钛基SnO2电极.利用扫描电镜和X射线衍射分析方法表征了电极的表面形貌和晶体结构,通过加速寿命实验考察电极的使用寿命,并以邻硝基苯酚为目标有机物,考察了电极的电催化性能.实验结果表明:Ru和Ce的掺杂减小了晶体颗粒的尺寸;Ti/Ru-Ce-SnO2电极的使用寿命远远高于Ti/Sb-SnO2电极;用Ti/Sb-SnO2电极电催化氧化降解ONP时,溶液中的COD去除率是最高的(80.3%),比Ti/Ru-Ce-SnO2电极的去除率(78%)略高;Ti/Sb-SnO2电极对ONP的去除速率是最快的,同时Ti/Ru-Ce-SnO2电极对ONP的去除速率与前者相比相差不大.因此,Ti/Ru-Ce-SnO2具有较高的电催化性能和高的使用寿命,综合分析认为Ti/Ru-Ce-SnO2电极具有更好的应用前景.     

铝基体上PbO2电沉积层的性能

铝基上电沉积制备PbO2镀层工艺复杂,镀层与基体结合不牢固。采用电沉积法在铝基上制备PbO2镀层,探讨了不同工艺条件对镀层表面形貌及成分的影响,测试了不同工艺条件所得PbO2镀层作为电极在50 g/L Zn2+,150 g/L H2SO4溶液中的强化寿命。结果表明,不同工艺所得PbO2镀层的表面形貌明显不同:醋酸体系得到的镀层颗粒最大,碱性体系得到的α-PbO2的比表面积最大;先碱性镀,再硝酸体系镀得的镀层不同电流密度下表面形貌有很大差别,且出现了层状镀层;碱性条件下所得的为纯α-PbO2镀层,硝酸体系下得到的为β-PbO2;α-PbO2镀层的电解寿命短,以α-PbO2作中间层,再镀β-PbO2的电解寿命长,槽电压稳定。     

尿素改性碳纤维电场电极制备及电化学性能研究

以尿素为氮源,对碳纤维表面进行改性,制备了一种新型海洋电极,并测试了其电化学性能和电场响应性能。结果表明,碳纤维表面的含氧和含氮基团对其电化学性能具有显著的影响,与尿素反应并在450℃条件下热处理的碳纤维具有最低的内阻和最大的比电容。电化学性能的变化也直接影响碳纤维电极对的电场性能,450℃条件下热处理的碳纤维电极也具有最佳的电场性能:电极对极差稳定性降到0.1 m V/24 h左右,自噪声为2.2 n V/rt Hz@1Hz,电极对能较好地响应出1 m Hz、1 m V电场信号。     

NiCoTe2电极材料制备及其电化学性能研究

采用二次水热合成方法,以硝酸钴、硝酸镍、氟化铵,尿素为原材料,二氧化碲为碲源,泡沫镍为基底制备NiCoTe₂电极材料。利用XRD、SEM分别对材料结构和形貌进行了表征,并使用循环伏安测试、恒流充放电测试和交流阻抗测试进行了材料的电化学性能研究。结果表明,随着水热温度的增加,电极材料的纳米针/棒状形貌直径变大,并且有纳米颗粒附着表面,增加了电极材料与电解液接触的表面积和活性位点的暴露;当水热温度为140℃时制备的材料电化学性能最佳,电极材料内阻为0.63Ω,当电流密度为1 A/g时,质量比电容可达到781.5 F/g。     

MnO2/CMSs复合材料的制备及其电化学性能

采用0.1 mol/L的KMnO4和0.1 mol/L的HNO3对化学气相沉积法合成的碳微球(CMSs)进行氧化后,在CMSs表面包覆MnO2层得到MnO2/CMSs复合材料,用H2C2O4洗涤MnO2/CMSs复合材料得到氧化CMSs。通过场发射扫描电子显微镜、高分辨透射电子显微镜和X射线衍射仪等对产物的形貌和结构进行表征,观察了氧化前后CMSs在水和乙醇中的分散性,并采用循环伏安法测试了MnO2/CMSs复合材料的电化学性能。结果表明:经KMnO4和HNO3处理的CMSs表面包覆有MnO2层,MnO2的负载率约为60%。MnO2/CMSs复合材料在中性溶液中有一定的电容性能;经H2C2O4洗涤后得到氧化CMSs,其表面引入了含氧官能团,使其在水和乙醇中均表现出良好的分散性。     

α-Fe2O3/炭纳米纤维电极材料的制备及其电化学性能分析

采用电沉积技术将α-Fe₂O₃均匀负载在静电纺丝炭纳米纤维上,制备α-Fe₂O₃/炭纳米纤维复合材料。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)以及物理吸附对复合材料进行形貌和结构分析,并通过恒电流充放电、循环伏安、交流阻抗技术考察其作为超级电容器电极材料的电化学性能。结果表明：α-Fe₂O₃/炭纳米纤维(α-Fe₂O₃/CNF-3)复合材料相比单纯炭纳米纤维(CNF)有着更丰富的介孔结构,有利于离子和电子的低电阻传输。同时,α-Fe₂O₃/CNF-3复合电极材料结合了双电层电容和赝电容的优良性能,在电流密度为1A/g下,电解液为6mol/L KOH时,其比电容值可达330.1F/g,是炭纳米纤维电极的3.76倍,并且经过8000次循环后仍能保持91.45%,具有较好的稳定性。