掺硼金刚石薄膜电极电催化降解染料废水的研究

通过测试新型掺硼金刚石薄膜电极的电化学性质,发现掺硼金刚石薄膜电极具有较高的析氢析氧过电位,有效地抑制了析氧副反应,具有较高的催化氧化效率。在研究活性艳红模拟染料废水在该电极上的催化降解过程中,考察了不同工艺条件:活性炭投加、电解质、电流密度、pH值和染料废水的初始浓度对染料降解脱除的影响。实验结果表明:在酸性介质中,投加一定量的活性炭和2gL-1硫酸钠电解质,选用电流密度为0.08Acm-2,来处理高浓度染料废水色度去除率可达到99%。由染料废水处理前后的紫外可见光谱表明电解不仅破坏了染料分子中的偶氮共轭发色基团,达到去色的目的,还可以断裂其他难降解小分子基团。     

掺硼金刚石薄膜电极电化学氧化垃圾渗滤液实验研究

采用电化学氧化法去除垃圾渗滤液中的COD和NH3-N,阳极为掺硼金刚石(BDD)薄膜电极,阴极为AISI201不锈钢,考察了对垃圾渗滤液中COD、NH3-N去除率和能耗的影响因素。结果表明,电流密度、稀释比是影响电化学氧化过程的主要因素,初始pH和极板间距对污染物去除率的影响较小。在稀释体积比1:2,电流密度75mA/cm2,不调节pH,极板间距为10 mm的最优工况条件时,COD、NH3-N的质量浓度变化分别满足线性方程COD/(mg·L-1)=1 675-3.1t/min和ρ(NH3-N)/(mg·L-1)=1 296-2.5t/min,对应线性相关系数分别为0.992、0.996。电化学氧化9 h后,COD、NH3-N去除率分别为99.13%、99.95%,能耗为88.61 kWh/m3。     

掺硼金刚石薄膜电极的氨基化改性及电化学行为

采用重氮盐电化学还原的方法对掺硼金刚石薄膜电极进行氨基化改性,光电子能谱（XPS）证明表面N元素的存在,同时可以通过406 eV、400 eV峰强度的变化,证明硝基还原为氨基。以Fe(CN)₆^－3/－4氧化还原电对为探针,进一步证明了氨基层的存在。采用循环伏安法和差分脉冲伏安法研究了改性后电极的电化学行为。通过分别检测多巴胺和抗坏血酸以及它们的混合溶液,表明选用差分脉冲伏安法,氨基化改性掺硼金刚石薄膜电极能够有效分离检测两者的氧化峰,分离后两峰电势差约为0.3 V。电极表面吸附血浆蛋白后,阻碍了Fe(CN)₆^－3/－4氧化还原对的电子传递,但是并不妨碍多巴胺的检测。     

掺硼金刚石电极电化学再生粉末活性炭

使用200目粉末活性炭吸附苯酚模拟废水至饱和,用BDD电极作为阳极再生饱和炭,以再生效率为评价指标,研究不同因素对活性炭再生效果的影响。在电解质为0.05 mol/L的Na_2SO_4溶液,pH为7,电流密度为50 mA/cm²,再生时间为2 h条件下,活性炭再生率达74.8%。同时不同电解质对再生效果也有不同影响,硫酸钠优于氯化钠,再生效率随着pH的增加而增加。采用正交实验方法对影响再生效果的各因素进行评价,其影响的主次顺序是:电解质浓度、pH、电解时间。     

掺硼金刚石电极电化学再生粉末活性炭

使用200目粉末活性炭吸附苯酚模拟废水至饱和,用BDD电极作为阳极再生饱和炭,以再生效率为评价指标,研究不同因素对活性炭再生效果的影响。在电解质为0.05 mol/L的Na_2SO_4溶液,pH为7,电流密度为50 mA/cm~2,再生时间为2 h条件下,活性炭再生率达74.8%。同时不同电解质对再生效果也有不同影响,硫酸钠优于氯化钠,再生效率随着pH的增加而增加。采用正交实验方法对影响再生效果的各因素进行评价,其影响的主次顺序是:电解质浓度、pH、电解时间。     

掺硼浓度对金刚石薄膜电极电化学性能影响的研究

以不同掺硼浓度的金刚石薄膜作为电极材料,采用循环伏安法和交流阻抗法研究了电极的电化学性能,着重分析了掺硼浓度对金刚石电极电化学性能的影响.结果表明,随着掺硼浓度的增加,电极的电势窗口略微变小,背景电流也随之变大.在铁氰化钾电解液中,未掺杂金刚石薄膜的电极表面进行的不是可逆反应,而硼掺杂金刚石膜电极表面在反应过程中有着良好的活性和准可逆性;并且随着掺硼浓度的增加,其动力学过程主要受扩散过程控制.金刚石膜电极对苯酚模拟有机污染物的循环伏安实验表明,所考察的三个硼浓度不断增加的电极的氧化峰电流密度分别为0.8,1.9和5.1 mA(cm(2,说明在本实验范围内,金刚石膜电极对苯酚催化氧化作用随着掺硼浓度的增加而增强.     

Pb~(2+)在掺硼金刚石膜电极上的电化学行为

为了充分发挥掺硼金刚石膜(BDD)电极在分析检测工业废水中重金属离子的优势,利用BDD电极作为工作电极,采用线性扫描阳极溶出伏安法测定水溶液中的铅离子,考察了硝酸、硫酸、高氯酸、盐酸4种酸体系对铅离子分析测试的影响。结果发现,在实验室条件下检测铅离子最优的支持电解质体系是硫酸,并且与其他3种酸(硝酸、盐酸、高氯酸)相比,硫酸更加稳定,不具挥发性。     

硼掺杂金刚石膜电极电催化降解环己酮废水

采用循环伏安法、稳态极化法等对硼掺杂金刚石薄膜电极的电化学性能及电氧化降解含环己酮模拟废水的电极过程进行了研究,考察了电流密度、支持电解质浓度、起始环己酮浓度和pH值等因素对硼掺杂金刚石薄膜电极电氧化降解含环己酮模拟废水效果的影响。实验结果表明,硼掺杂金刚石薄膜电极能够对环己酮进行有效且稳定的降解,通过正交优化实验,得到较优工艺条件为阳极电流密度为5 mA·cm^-2,pH值为7,Na₂SO₄浓度为10 g·L^-1,起始环己酮浓度为20 mmol·L^-1,在该条件下COD去除率达92.95%,电流效率达80.81%,降解效果显著。     

硼掺杂金刚石膜电极电氧化降解对氯苯酚废水

采用循环伏安法研究了中性介质中对氯苯酚在硼掺杂金刚石(BDD)膜电极上的电氧化行为。提出了一种以BDD膜电极为阳极的电化学氧化降解对氯苯酚废水的新工艺,考察了阳极电流密度、对氯苯酚初始浓度、电解液初始pH、支持电解质浓度等工艺因素对电氧化降解效果的影响。结果表明:在阳极极化电位为1.4～1.6V(vs.SCE)时,对氯苯酚在BDD膜电极表面发生直接电氧化反应,生成易吸附的中间产物,导致电极活性降低;在阳极极化电位高于2.0V(vs.SCE)时,BDD膜电极能够良好地电氧化降解对氯苯酚溶液,该过程是通过直接电氧化过程与间接电氧化过程联合作用实现的。通过考察若干工艺因素对对氯苯酚电氧化降解效果的影响发现,较为理想的工艺参数组合为,阳极电流密度60mA·cm-2、支持电解质浓度10g·L-1、对氯苯酚初始浓度10mmol·L-1、电解液初始pH7。在该工艺条件下,COD去除率达到96.1%,平均电流效率为50.2%。高效液相色谱证实了BDD膜电极能有效地电氧化降解对氯苯酚。     

BDD电极修饰及其在生物传感器中的应用进展

生物传感器已被广泛应用于对痕量有机物和生物大分子等物质的检测中,提高生物传感器的检测准确性、检测范围、灵敏度等检测性能是近年来的重点研究内容。掺硼金刚石（BDD）电极基于其优异的物化性质,是目前生物传感器理想的基底材料之一,但其存在价格昂贵、传感性能不高等问题,而化学修饰是提高BDD电极传感性能的有效途径。系统论述了吸附法、共价键结合法和电沉积法3种当前主流的BDD基底修饰方法,在阐述其反应机理的基础上,总结了不同方法所修饰的BDD电极在生物传感器中的应用,并深入分析了各修饰方法的优势和不足。最后,总结了BDD电极作为基底材料应用于生物传感器领域中存在的问题,并展望了未来的重点发展方向,以期为BDD电极的修饰和潜在的实际应用提供新思路。     

对乙酰氨基酚在硼掺杂金刚石薄膜电极上的电化学行为及测定

硼掺杂金刚石(BDD)薄膜电极是用于电化学分析的理想电极材料。采用循环伏安法研究了BDD电极上对乙酰氨基酚的电化学行为。研究发现,对乙酰氨基酚的氧化反应为不可逆电氧化反应,氧化峰电流与扫描速率的平方根成正比,受扩散控制。通过优化循环伏安测试参数建立了BDD电极上对乙酰氨基酚的测定方法,优化后测试参数为扫描速率10 mV/s,电压扫描范围为-1.0².0 V(vs.Ag/AgCl),扫描1次,扫描步长2.44 mV,得到氧化峰电流值与对乙酰氨基酚浓度在10.02.0 V(vs.Ag/AgCl),扫描1次,扫描步长2.44 mV,得到氧化峰电流值与对乙酰氨基酚浓度在10.0⁵00.0 mg/L范围内呈线性关系,线性回归曲线为Y=1.279 34×10500.0 mg/L范围内呈线性关系,线性回归曲线为Y=1.279 34×10⁶X+5.696 73,r=0.999 79。对本测定方法进行了精密度、稳定性和回收率的方法学考察,测定结果令人满意。     

对乙酰氨基酚在硼掺杂金刚石薄膜电极上的电化学行为及测定

硼掺杂金刚石(BDD)薄膜电极是用于电化学分析的理想电极材料。采用循环伏安法研究了BDD电极上对乙酰氨基酚的电化学行为。研究发现,对乙酰氨基酚的氧化反应为不可逆电氧化反应,氧化峰电流与扫描速率的平方根成正比,受扩散控制。通过优化循环伏安测试参数建立了BDD电极上对乙酰氨基酚的测定方法,优化后测试参数为扫描速率10 mV/s,电压扫描范围为-1.0~2.0 V(vs.Ag/AgCl),扫描1次,扫描步长2.44 mV,得到氧化峰电流值与对乙酰氨基酚浓度在10.0~500.0 mg/L范围内呈线性关系,线性回归曲线为Y=1.279 34×10~6X+5.696 73,r=0.999 79。对本测定方法进行了精密度、稳定性和回收率的方法学考察,测定结果令人满意。     

硼掺杂金刚石电极电解水制备臭氧技术研究

以硼掺杂金刚石(BDD)为电极,设计出膜电极一体化(MEA)反应器,采用SEM、XRD及Raman光谱等技术对电极进行表征分析,考察了电极材料、电流密度、电解液流速及电导率对臭氧产生性能的影响。结果表明,BDD电极是结晶度良好、高纯度的金刚石晶体,产生臭氧的最佳条件为:电流密度33 mA/cm²,电解液流速15 mL/min、电导率1μS/cm。在此条件下,臭氧产量为29.1 mg/h,产生臭氧的电流效率高达48.73%,能耗低至115 W·h/g。     

硼掺杂金刚石电极电解水制备臭氧技术研究

以硼掺杂金刚石(BDD)为电极,设计出膜电极一体化(MEA)反应器,采用SEM、XRD及Raman光谱等技术对电极进行表征分析,考察了电极材料、电流密度、电解液流速及电导率对臭氧产生性能的影响.结果表明,BDD电极是结晶度良好、高纯度的金刚石晶体,产生臭氧的最佳条件为:电流密度33 mA/cm2,电解液流速15 mL/...     

用于航天器冷凝水处理的硼掺杂金刚石电极的制备及应用

近日,浙江大学工业生态与环境研究所研究人员发表论文,旨在通过电化学催化氧化技术,将硼掺杂金刚石（BDD）电极高效应用于航天器冷凝水的处理工作中。研究指出,制得的BDD电极与二氧化铅电极相比,无论是在稳定性还是处理效率方面,都具有显著的优势。该文发表在2013年第3期《航天医学与医学工程》杂志上。     

使用光刻法在金刚石台面制备金属薄膜电极

金刚石对顶砧是实验室常用的产生流体静力学压力的装置,其核心部件是两颗对顶的金刚石.金刚石具有其它材料难以比拟的超高硬度和对电磁波的高透过率,所以金刚石压砧在高压研究中扮演着重要的角色.文章介绍一种光刻法在金刚石台面上制备金属薄膜电极用以测量材料电阻率的工艺.     

硼掺杂金刚石薄膜电极上水杨酸的电化学行为

硼掺杂金刚石(BDD)薄膜电极是用于电化学分析中的理想电极材料。以水杨酸(SA)为目标物,利用循环伏安法(CV)和电化学阻抗谱(EIS)对BDD电极上SA的电化学行为进行了研究。结果发现,SA的电化学过程有两个氧化峰,没有还原峰,氧化还原反应为不可逆反应。在低电势下出现的氧化峰电流正比于扫描速率的平方根,具有良好的线性关系,表明不可逆的氧化反应过程中扩散步骤为反应的控制步骤。电极/溶液界面的结构可以用R(QR)的等效电路拟合,当电极电位从开路电位(OCP)提高到2.5 V时,电荷转移电阻Rct从5.137×105Ω·cm2降低到4.171×102Ω·cm2,说明电极电位的增加能够加快氧化反应的进行,可以提高电催化反应速率大小。     

青霉素在硼掺杂金刚石薄膜电极上的电化学行为研究

采用直流等离子体化学气相沉积法制备了硼掺杂金刚石(BDD)薄膜电极。利用循环伏安法(CV)和电化学交流阻抗谱(EIS)研究青霉素在BDD电极上的电化学过程,并利用等效电路对相关的电极动力学参数进行了拟合。研究表明,青霉素G钠在电极上的电化学氧化过程为不可逆过程,氧化峰电位为2.2 V,没有还原峰出现,电极表面有中间产物的吸附,但在高于水分解电压下氧化能够恢复原来的活性。当电极电位在开路电位(OCP)至1.5 V时,电极过程由电荷传递过程和传质扩散过程共同控制,即电化学极化与浓差极化同时存在;当电极电位在1.8～2.5 V时,电极过程由电荷传递过程控制。     

硼掺杂金刚石薄膜电极上水杨酸的电化学行为

硼掺杂金刚石(BDD)薄膜电极是用于电化学分析中的理想电极材料。以水杨酸(SA)为目标物,利用循环伏安法(CV)和电化学阻抗谱(EIS)对BDD电极上SA的电化学行为进行了研究。结果发现,SA的电化学过程有两个氧化峰,没有还原峰,氧化还原反应为不可逆反应。在低电势下出现的氧化峰电流正比于扫描速率的平方根,具有良好的线性关系,表明不可逆的氧化反应过程中扩散步骤为反应的控制步骤。电极/溶液界面的结构可以用R(QR)的等效电路拟合,当电极电位从开路电位(OCP)提高到2.5 V时,电荷转移电阻Rct从5.137×105Ω·cm2降低到4.171×102Ω·cm2,说明电极电位的增加能够加快氧化反应的进行,可以提高电催化反应速率大小。     

BDD电极在难降解废水处理中的应用研究进展

介绍了BDD电极的电化学特性、氧化机理及制备技术。重点总结了BDD电极在酚类、染料、农药、医药等难降解模拟废水和垃圾渗滤液、印染、制药、城镇污水处理厂出水等实际废水中的应用研究进展。提出开发大面积BDD电极制备技术,提高电极电催化性能和稳定性,增强基底附着力,开发组合工艺技术是未来BDD电极实现工业化应用的研究方向。