《物理化学》教学提要——第十二讲 电解质溶液

利用化学反应产生电能的装置称为电池,利用电能产生化学反应的装置称为电解池,蓄电池在放电时起电池作用,充电时则起电解池作用。 根据电极电势的高低确定正极和负极,根据电极反应的类型区分为阳极(发生氧化反应)和阴极(发生还原反应)。因此,原电池的正极为阴极,负极为阳极;而电解池的正极为阳极,负极为阴极。 原电池或电解池回路中各个截面通过的电流(或电量)是相等的。其中导线的导电是电子的运动,溶液的导电是离子的运动,而电极与溶液界面间的导电则是依靠电极反应,即氧化态物质与还原态物质之间的电子得失反应。     

“直接电子传递”源自碳纳米管与杂质的协同作用

多壁碳纳米管被众多研究者视为生物燃料电池或酶传感器直接电子传递的根源。但新的实验证据表明,碳纳米管中的金属杂质起着至关重要的作用。葡萄糖氧化酶FAD氧化还原峰在碳纳米管中金属杂质被回流去除之后消失,重新添加金属杂质之后其氧化还原峰又再次出现。所以酶电极的直接电子传递是金属杂质和碳纳米管协同作用的结果。     

氧化还原树脂除氧技术

1 概述树脂法水处理最大特点是除去水中有害杂质而不带进杂质。树脂与水中溶解盐类进行离子交换的树脂称作离子交换树脂。树脂与水中离子进行电子交换的树脂称作电子交换树脂,也称氧化还原树脂。氧化还原树脂是70年代以后发展起来的新型功能高分子材料,其主要用途是除去水中溶解氧。氧化还原树脂可分为4大类。(1) 有机功能团型氧化还原树脂。这种树脂骨架上具有对苯二酚、苯三酚等基团,设R为树脂骨架,这种树脂与水中溶解氧反应如下:     

浮法玻璃中铁的价态测试方法

铁是无色透明玻璃中主要有害杂质，而玻璃中铁价态变化，影响玻璃光学性能、热学性能。玻璃中铁价态变化反映玻璃液氧化还原状态，玻璃液氧化还原状态是硫酸盐澄清微泡是否析出重要原因。本文通过对玻璃中铁的价态测试方法进行分析对比，探索浮法玻璃中对铁的价态快速准确测试方法。     

原电池中的氧化-还原原理

利用化学反应产生电能的装置,称为原电池。电池由两个电极和电极之间的电解质构成,因而原电池电化学的研究内容应包括两个方面:一是电解质的研究,即电解质学,其中包括电解质的导电性质、离子的传输性质、参与反应离子的平衡性质等,其中电解质溶液的物理化学研究常称作电解质溶液理论;另一方面是电极的研究,即电极学,其中包括电极的平衡性质、通电后的极化性质以及电极的氧化-还原反应等,也就是电极和电解质界面上的电化学行为。本文就原电池中电极的氧化-还原反应原理作了初步探讨。     

有机废物发酵强化氧化态污染物去除研究进展

氧化态污染物是工业废水的主要污染物之一,具有一定的生态毒性,对水环境危害严重。氧化态污染物的还原是实现其高效去除的关键步骤之一,还原过程通常需消耗易生物利用碳源作为电子供体。本文总结了各种有机废物的发酵过程,分析了发酵产物对氧化态有机物还原去除的影响,阐明了有机废物与氧化态有机污染物同步高效去除的可行性。     

元素周期表解说(下)

五、还原与氧化 (还原电位,氧化电位,电极电位;还原剂,氧化剂;还原价,氧化价) 还原是物质获得电子的作用,氧化是物质失去电子的作用。用离子—电子方程式表示: 还原作用:Cl_2+2e~-→2Cl~- (1) Cu~(2+)+2e~-→Cu (2) 氧化作用:Na→Na~++e~- (3)     

极化曲线的测定及其在金属电沉积中的应用

一、电极极化与极化曲线 1.平衡电极电位: 将金属(电极)浸入该金属的盐类溶液中时,它就具有一定的电极电位,由于此时电极处于平衡状态(即电极上某物质的氧化反应速度与该物质氧化后产物的还原速度相等),故特称此时的电极电位为“平衡电极电位”,一般简写为φ_平。平衡电位是一个热力学函数,它是一个相对值。一定要牢记的是此时电极上没有任何外电流通过。 2.电极的极化:     

血液中血红蛋白含量的测定

利用电合成方法在玻碳电极表面制备聚硫堇薄膜,并用电化学及石英电子微天平方法研究其对血红蛋白的吸附作用.吸附态血红蛋白具有直接的电化学行为,且其氧化-还原电流与血红蛋白(Hb)的含量成正比关系,可用于血液中血红蛋白含量的测定.     

碳酸锂中硝酸根杂质的测定

本文研究了分光光度法测定碳酸锂中硝酸根杂质含量的方法。显色剂靛蓝二磺酸钠为氧化还原指示剂,还原态无色、氧化态呈蓝色,其氧化态可被强氧化剂进一步氧化为靛红及其衍生物,显色深浅与NO3-含量成线性关系。结果显示,NO3-含量在0.0～50μg范围内,符合朗伯―比耳定律,相关系数r为0.9994,精密度(RSD)小于2.25%,加标回收率在98.7%～101.2%之间,符合分析要求。     

多重平衡体系中电极电势的简易计算方法

针对在多重平衡体系中计算标准电极电势的现有方法存在难以理解的问题,本文从标准电极电势的基本概念出发,先将欲求电极反应适当拆分为多重平衡反应,再结合电极电势Nernst方程的应用条件来求解氧化还原电对的电极电势值,可达到表达既简明直观又能使学生深刻理解的目的。     

用于处理工业废水的电极材料研究进展

电化学技术广泛用于工业废水的处理。电极材料是影响电化学处理效率的关键因素。因此目前的研究主要集中在对电极材料的开发制备与改性方面。主要从电絮凝、电氧化、电还原、电吸附作用机理来对电极材料进行分类,并介绍相关研究进展。电氧化阳极材料可分为基于吸附态和自由态·OH氧化原理的两类材料;而电还原阴极材料可分为基于直接还原和间接还原的两类材料。最后,对电极材料在水处理方面的发展方向进行了展望。     

氢钼青铜修饰铂电极对甲醇氧化的电催化作用

利用循环伏安法研究了氢钼青铜在铂电极上的修饰作用和修饰铂电极在c(H2 SO4 ) =0 5mol/L溶液中对甲醇的催化作用。研究结果表明 :铂电极因钼酸盐的还原和钼青铜的氧化而得到修饰 ,低电位范围内修饰铂电极对甲醇的氧化有催化作用 ,催化氧化电流是未修饰电极上的1 6倍。酸性条件下 ,含高价态钼的钼青铜不稳定 ,会不断溶解对铂失去修饰作用 ,对甲醇的氧化效果与未修饰铂电极上的效果相同 ;而低电位时 ,钼青铜修饰铂电极则相对稳定     

“HSR CSR PSR”树脂的氧化还原电位

本文介绍了氧化还原树脂的氧化还原电位测定方法,并据此研究和测定了自制的三种氧化还原树脂—HSR、CSR、PSR的氧化还原电位,这些电位的测定结果与其氧化还原性能实验事实相符。还研究了多种氧化剂和还原剂与自制的三种氧化还原树脂的交换性能,讨论了这些树脂的交换容量与氧化还原电位的关系。此外,用红外光谱研究了这类树脂从氧化态到还原态的结构变化。     

碳纸负载Co(OH)_2-Co纳米片的制备及其催化NaBH_4电氧化行为研究

通过电沉积和化学还原过程在碳纸表面负载Co(OH)_2-Co纳米片,制得氢氧化钴-钴@碳纸电极(Co(OH)_2-Co@CP),并将其用于催化NaBH_4的电氧化反应。利用SEM、TEM、XRD及XPS等物理表征手段对所制备电极的形貌、组成、元素价态等进行了分析,并用CV及CA等电化学方法研究了所制备电极在碱性溶液中对Na BH4的电氧化催化行为。结果表明,所制备电极对NaBH_4电氧化具有良好的催化活性。     

磷酸钠水溶液中氧化还原循环制备三维银电极还原CO_2生成CO

通过氧化还原循环制备了具有三维表面的纳米银电极(3D-Ag)。采用X射线衍射(XRD),场发射扫描电子显微镜(FE-SEM),高分辨透射电子显微镜(HRTEM)和双电位阶跃等方法研究了电极的结构和性能。制备的3D-Ag电极表面均匀分布了(100)和(111)晶面暴露的纳米Ag颗粒,颗粒直径为30~150 nm。通过CO_2的电催化还原实验考察了电极的催化活性和寿命,结果显示,相比未改性Ag片,改性3D-Ag电极具有更高的活性、选择性和稳定性。此外,3D-Ag电极在3组连续的2 h电还原CO_2实验中能保持较高活性,而未改性Ag电极随时间逐渐失去活性。3D-Ag电极表现出的高活性可归因于Ag纳米颗粒有利于*COOH的稳定化和吸附态还原中间体*CO的脱附。     

电化学基础知识讲座——第七讲 电极过程速度

一、电极过程的特征电化学反应是在两类导体界面上发生的、有电子参加的氧化反应或还原反应.它是电化学中需要讨论的中心问题.电极本身既是传递电子的介质,又是电化学反应的反应     

氢钼青铜修饰铂电极对甲醇催化剂的电催化作用

利用循环伏安法研究了氢钼青铜在铂电极上的修饰作用和修饰铂电极在c(H2SO4)=0.5mol/L，溶液中对甲醇的催化作用，研究结果表明：铂电极因钼酸盐的还原和钼青铜的氧化而得到修饰，低电位范围内修饰钱电极对甲醇的氧化有催化作用，催化氧化电流是未修饰电极上的1．6倍，酸性条件下，含高价态钼的钼青铜不稳定，会不断溶解对铂失去修饰作用，对甲醇姝氧化效果与未修饰铂电极上的效果相同，而低电位时，钼青铜修饰电极则相对稳定。     

改性Ti/SnO2-Sb电极降解EDTA-Ni电镀废水的试验及机理

乙二胺四乙酸络合镍(EDTA-Ni)是镀镍废水中常见的有机重金属污染物,传统的处理技术难以实现对EDTA-Ni的深度破络和彻底净化。文章重点考察了电催化法对EDTA-Ni的氧化破络和还原脱除规律,对比研究了Ti/SnO₂-Sb、Ti/SnO₂-Sm-Sb、Ti/SnO₂-La-Sb电极对EDTA-Ni废水中络合态Ni的去除能力,并通过阴极表面Ni的特征谱图,证实了Ni的电化学还原行为。研究表明,改性Ti/SnO₂-Sb电极的析氧电位直接制约着EDTA-Ni废水中络合态Ni的去除效率。具有较高析氧电位的Ti/SnO₂-SmSb、Ti/SnO₂-La-Sb电极电解30 min即可去除90%以上的络合态Ni,降解反应速率是Ti/SnO₂-Sb电极的1.35、1.17倍。EDTA-Ni中的络合态Ni在电化学体系中能够被破络后阴极还原,并通过离子交换法及时从废水中分离回收。     

二氧化锰基电催化材料研究进展

二氧化锰具有资源丰富、成本廉价、电化学性能优良等优点,被广泛应用于电催化、电化学储能、生物医学和电致变色器等领域。本文综述了二氧化锰作为电极材料在电催化领域的最新研究进展,包括催化析氧、催化析氢、氮还原、尿素氧化、二氧化碳还原、醇氧化等；总结归纳了二氧化锰的结构特征及其合成方法；系统分析了二氧化锰晶型、微观形貌、电子结构与催化性能间的构效关系及其在构筑高效催化电极材料方面的应用及性能优化策略；结合当前研究存在的问题,展望了二氧化锰基催化电极材料的发展方向。