基于单电流阶跃法的淀粉间接电化学氧化研究

以钛板作为阴极,石墨烯为阳极,NaCl为支持电解质兼氧化源,进行淀粉的间接电氧化。以电流密度、可溶性淀粉(SS)质量分数、NaCl质量分数、电解时间4个因素进行L_9(3~4)正交实验。正交实验结果表明,最佳的SS和NaCl质量分数分别为10%、2%。采用单电流阶跃法对电流密度、电解时间进行了单因素考察,结果表明,最佳的电流密度是20mA/cm~2。根据图像中电势的跃迁特征取样进行淀粉氧化过程醛基分析,获得间接氧化实验体系最佳时间为电势的转折点。分析发现,转折点上的氧化淀粉含醛基质量分数已接近最大平衡。FTIR及XRD的辅助分析证明,在转折点的氧化淀粉结构与原淀粉之间已发生了明显氧化变化,确定最佳电解时间是1200 s。在此条件下,得到氧化淀粉含醛基质量分数为0.432%。     

低电流密度下不同材质阳极电解生成过硫酸盐研究

以Si/BDD(Boron-doped diamond)、Ti/Sn O₂、Ti/Pb O₂、Ti/Pt 4种常见电极为阳极,考察其在电解Na₂SO₄生成过硫酸盐(PDS)过程中的电化学行为,以及低电流密度条件下电解质浓度,电流密度和PDS、H₂SO₄、NH₄SCN的投加对电解法制备PDS的影响。结果表明：在低电流密度条件下,生成PDS的主要途径是通过阳极电解水产生·OH来介导SO₄^2-的氧化;相同反应条件下,4种阳极中Si/BDD阳极电解体系对PDS的生成效果最佳,以Si/BDD电极为阳极,在Na₂SO₄浓度0.9 mol/L、电流密度60 m A/cm²条件下,电解60 min时生成的PDS浓度为24.12 mmol/L;提高电解质浓度和电流密度可以提高电流效率和PDS产量,向电解质中添加Na₂S     

硫化氢恶臭气体吸收液的电化学氧化处理过程

利用单槽无隔膜电化学反应器,研究了硫化氢恶臭气体碱性吸收液在圆形平板钌钛DSA电极上的电化学氧化处理过程,考察了电流密度、初始料液浓度、辅助电解质以及pH值对S2?电解去除效果的影响。结果表明：在电流密度25 mA/cm2、S2?初始浓度23 mmol/L时,S2?去除率可达95%以上;S2?的氧化产物主要为SO42?,约占总反应产物的95%,而硫单质占2%～3%,同时生成少量SO32?、S2O32?;S2?去除速率受到S2?浓度的较大影响,电流密度越高去除速率越快;pH值影响Sx2?的形成,强碱条件可避免阳极钝化;与NaCl等辅助电解质相比,NaOH最有利于提高电解氧化的速度和深度,S2?去除率达90%时,可缩短处理时间近40%。     

羟基自由基氧化处理垃圾渗滤液中高浓度氨氮

利用自制掺La的Ti基体PbO2电极,通过电解产生的羟基自由基氧化处理垃圾渗滤液中的高浓度NH3-N,探讨羟基自由基与NH3-N作用的机理,系统考察了电流密度、pH值、不同电解质等因素对NH3-N去除率的影响。实验证明,随着电流密度的增加,NH3-N的去除率也随之增加;在碱性条件下（pH=10.00）NH3-N的去除效果最好;电解质NaCl比Na2SO4效果好;在电流密度为8.4A/dm^2,pH值为10.00,支持电解质NaCl为0.1mol/L时,用掺La的Ti基体PbO2电极电解垃圾渗滤液3h后,NH3-N去除率可以达到100%。     

支持电解质对酸性大红染料废水电解的影响

通过静态试验对比研究了模拟酸性大红3R染料废水在NaCl和Na2SO4体系中的电化学氧化过程,考察了电流密度、电解质浓度和初始pH对色度去除效果的影响,比较了两种电解质对染料废水的处理效果。结果表明,在不同支持电解质体系中,电流密度、电解质浓度和初始pH对染料废水脱色作用的影响具有基本相同的规律;在不同支持电解质体系中,染料废水降解效果差别很大,以NaCl为支持电解质时的脱色率明显高于以Na2SO4作为支持电解质。     

草酸电解还原生成乙醛酸的影响因素

研究了草酸电解还原生成乙醛酸的各种影响因素,对阳极材料、电流密度、隔膜、助剂的加入以及时间、温度、电解质的影响作了描述。     

锰矿掺杂β-PbO_2电极电催化氧化对硝基苯酚及其动力学研究

研究采用掺杂锰矿粉的β-PbO2/锰矿粉复合高压塑片电极为阳极,以不锈钢片为阴极对对硝基苯酚(p-NP)模拟废水进行了电解氧化处理,考察了电解质种类、电解质浓度、pH以及p-NP初始浓度对电解氧化效果的影响。结果表明,掺杂适量锰矿粉的β-PbO2/锰矿粉复合电极具有良好催化氧化p-NP的性能;在以NaCl为电解质的体系中,电解效果明显高于其他电解质体系,在30mA/cm2的电流强度下电解1.0h,p-NP的去除率可达到70.3%,降解过程符合一级反应动力学,其一级动力学方程为c=c0e-3.6010t;电解质为10g/L NaCl,pH=7.2时,电解效果最佳,反应速率最大,k=3.9468h-1,R2=0.9557。     

电解阳极间接氧化法处理制药废水的研究

通过在废水中加入NaCl电解质，考察了电解阳极间接氧化法制药废水的处理效果。实验分析了废水中电解质NaCl对制药废水电解过程中CODCr、色度去除的影响，并对不同用量NaCl电解效果进行了对比。另外还用电解质Na2SO4、NaNO3作了对比实验来说明NaCl产生的电解阳极间接氧化的存在。最后对甲红霉素废水进行中试实验，结果表明，NaCl电解产生的NaClO具有极强的氧化性，促进了CODCr的去除，同时还发现，废水中氨氮的存在不利于废水CODCr的去除。     

熔盐体系组成对二氧化碳电化学合成新型碳材料形貌影响

以碳酸盐为电解质,以铁、镍、镍铬合金等廉价金属材料为电极,研究构建了高温熔盐电解池,将CO₂一步法转化为新型碳材料,并考察了熔盐组成及配比、电解温度、电流密度、电极材料等实验条件对碳材料形貌结构的影响。采用X射线能谱分析仪（EDS）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、比表面积测试仪（BET）、X射线衍射仪（XRD）及拉曼光谱仪（Raman）等手段对碳材料的元素组成、形貌结构、比表面积、结晶度、有序度等特性进行表征分析。研究结果表明,450～600℃温度范围内,电解多元混合熔盐体系主要生成无定形碳;同时,电解温度、电流密度、电解质组成及配比等对碳产物的比表面积具有明显影响;通过改变电解质体系,辅以调控电流密度及电解温度等实验参数,可实现碳纳米管、碳球及蜂窝状多孔碳等特定形貌碳材料的可控合成,其中碳纳米管的石墨化程度较高,且由碳原子组成的层状六方石墨晶体排列规则有序。     

电化学氧化处理废水中的2,4,6-三硝基-1,3,5-苯三酚

以Ti/IrO2为阳极,通过实验研究了电化学氧化法对2,4,6-三硝基-1,3,5-苯三酚(TNPG)的去除效果,同时考察了电流密度、极板间距、电解质浓度、TNPG初始浓度等运行参数对TNPG处理效果的影响。研究结果表明,电化学氧化法可以有效去除水中的TNPG,最佳运行工艺条件为电流密度20 mA/cm2、极板间距10 mm、NaCl质量浓度0.3 g/L、Na2SO4质量浓度0.5 g/L。在最佳运行条件下,当TNPG初始质量浓度为400 mg/L时,电解240 min,溶液COD去除率为65.4%;当TNPG初始质量浓度为50 mg/L时,电解80 min,溶液COD去除率为100%。     

电化学氧化煤浆特性研究

采用伏安法对六种煤浆的电解氧化特性进行研究,考察了煤种、铁离子溶液催化剂、温度和搅拌速度对氧化电流密度的影响。结果表明,温度、电压和转速的增加可以提高其氧化电流密度,在室温下加入5 mmol Fe3+,可以使神木煤浆的氧化电流密度提高至18.4 m A/cm2。通过XRD分析可知,电解破坏煤的大分子结构。     

硫酸铬电解氧化反应的研究

为了制备间接电氧化合成菲醌的氧化剂Cr2O72-,对硫酸铬电解氧化反应进行了实验研究,考察了电流密度、电解时间、反应温度及硫酸含量对电解效率的影响。通过实验得出:在隔膜电解槽中,采用Pb作阴极,Pb-PbO2作阳极,Cr3 电氧化的最佳条件是反应时间4 h,电解液中硫酸浓度30%,电流密度67 mA/cm2,所得Cr2O72-收率为95%左右。     

PbO2/Ni泡沫镍阳极电催化氧化含润滑油废水

以PbO_2/Ni泡沫镍为阳极,同等尺寸的泡沫镍为阴极,电催化氧化降解含润滑油废水,探讨了电解时间、电流密度、电压、电解质质量浓度等因素对电解效率的影响。研究发现:PbO_2/Ni泡沫镍电极在低电流、低电压条件下,延长电解时间,其对废水COD的去除率更高,使用寿命更长。结果表明:当电流密度0.01 A/cm~2、电压4 V、电解质质量浓度10 g/L时,电解时间200 min时,COD去除率可达到78.5%。通过扫描电镜(SEM)分析对电解前后的阳极材料表面形貌进行表征,发现电极的表面活性层有脱落的现象;通过能谱仪(EDS)分析发现电解后的阳极材料表面C元素的质量分数增加,说明在电解的过程中C以有机物或无机物的形式附着在电极表面。     

4-甲基吡啶直接电氧化合成异烟酸工艺条件的研究

以Ti/PbO2为阳极,Pb为阴极,硫酸溶液为电解质,在阳离子交换膜为隔膜的H型电解槽中,直接电氧化4-甲基吡啶合成异烟酸,并考察了阳极电解液中4-甲基吡啶及硫酸浓度,通电量,电流密度和温度对异烟酸收率和电流效率的影响,得到的工艺条件为阳极电解液中4-甲基吡啶和硫酸的质量分数分别为10%和25%,通电量18.65(A.h),电解电流密度60 mA/cm2,60℃,在此条件下重复试验,异烟酸平均收率达到92.2%,平均电流效率50.9%。     

三维电极技术催化氧化含氯羟丙基胍胶模拟废水

采用活性炭三维电极系统处理含氯羟丙基胍胶(HPG)模拟废水,考察了Cl-质量浓度、电流密度、电解时间、溶液pH、粒子电极填充率对COD去除效果的影响。结果表明,在电解时间为60 min,电流密度为7 mA/cm2,Cl-质量浓度为5 600 mg/L,粒子电极填充率为85%,溶液pH为2的最佳条件下,废水的COD去除率可达68.15%。处理过程中,Cl-电解生成强氧化性的活性氯参与HPG的氧化降解反应,导致其断链生成多种氧化产物的中间体(包括氯化有机物),同时显著提高废水的处理效果。     

准毛细间隙反应器中直接电氧化合成茴香醛二甲基缩醛

以准毛细间隙反应器为电化学合成装置,采用恒电流电解技术考察了阳极材料、支持电解质、电流密度等工艺参数对茴香醚直接电氧化合成茴香醛二甲基缩醛的影响。结果表明,收率从高到低采用的阳极材料依次为:石墨钛基铱钽钛基钌铱钛基铂;支持电解质依次为:对甲基苯磺酸钠苯磺酸钠氟化钾甲醇钠高氯酸钠间硝基苯磺酸钠;在电流密度1~9 A·dm-2范围内,反应选择性随着电流密度的增大而减小;添加适量的2,6-二甲基吡啶能抑制茴香醛二甲基缩醛的氧化从而提高反应选择性。在优化条件下,茴香醛二甲基缩醛的收率和电流效率分别达到75%和47%。     

规整填料型加氢脱硫催化剂的制备及性能评价

用电化学方法制备多孔氧化铝膜,并负载Mo-Co活性组分制得了金属支撑-多孔层规整填料型加氢催化剂。采用BET和SEM技术表征了多孔性氧化铝膜的物理结构,并考察了电解及后处理条件的影响。结果表明,电解液浓度、氧化时间、水封时间、水封温度等对多孔氧化铝膜的比表面积影响显著。采用二次氧化的方法,在质量分数为4%的草酸电解液、氧化时间1 h、80℃水封3 h条件下,所制备的多孔氧化铝膜具有相对较大的比表面积。汽油重馏分加氢反应结果表明该类催化剂具有较高的催化活性和选择性。     

钼过氧配合物催化过氧化氢氧化环己醇的研究

采用钼酸铵与含氧有机配体原位形成的络合物作为催化剂,以质量分数30%过氧化氢催化氧化环己醇合成环己酮.考察了草酸、水杨酸、苯甲酸、乙酸和丁二酸5种不同的配体对环己醇氧化反应的催化作用,并探索反应时间、反应温度和催化剂用量对环己酮收率的影响.研究结果表明,以草酸为配体时催化效果最好,环己酮收率最高,可达85%.催化氧化反应的最佳条件:Mo与草酸配体物质的量比=1:1,反应温度(85～90)℃,反应时间6 h.     

准毛细间隙反应器中直接电氧化合成茴香醛二甲基缩醛

以准毛细间隙反应器为电化学合成装置,采用恒电流电解技术考察了阳极材料、支持电解质、电流密度等工艺参数对茴香醚直接电氧化合成茴香醛二甲基缩醛的影响。结果表明,收率从高到低采用的阳极材料依次为：石墨>钛基铱钽>钛基钌铱>钛基铂;支持电解质依次为：对甲基苯磺酸钠>苯磺酸钠>氟化钾>甲醇钠>高氯酸钠>间硝基苯磺酸钠;在电流密度1～9 A·dm^-2范围内,反应选择性随着电流密度的增大而减小;添加适量的2,6-二甲基吡啶能抑制茴香醛二甲基缩醛的氧化从而提高反应选择性。在优化条件下,茴香醛二甲基缩醛的收率和电流效率分别达到75%和47%。     

复合二氧化氯的制备及其用于城市污水回用消毒

在酸性环境中通过NaCl电解协同NaClO2化学氧化方法制备的复合二氧化氯溶液中ClO2和自由氯浓度分别达到70%和20%左右,系统地研究了电流密度(A)、NaClO2与NaCl质量比(B)、电解时间(C)对复合溶液中组分浓度和质量百分数的影响,并将复合溶液用于城市污水二级处理出水的消毒。结果表明,复合溶液中自由氯的浓度主要受因素C和A的影响,ClO2的浓度主要受因素C和B的影响,而A对副产物ClO2-和ClO3-的影响最大。总大肠菌群数在105~108个.L-1的城市污水二级处理出水采用复合溶液消毒时,当其中ClO2投加量为4 mg/.L-1,自由氯含量不低于1.20mg.L-1,经30min接触后出水生物学指标满足GB/ T18920-2002 的要求。既降低了消毒剂的使用量,又减少了消毒副产物ClO2-的生成。