用钛基锑-锡氧化物涂层电极研究橙黄G的电化学降解第一部分——电极的制备及电化学性能

采用刷涂热分解法制备了Ti/Sb–SnO2电极,采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和电化学测量技术(包括线性扫描伏安曲线、循环伏安曲线和计时电位曲线)对所制备电极的微观形貌、元素组成、物相组成和电化学性能进行了分析。结果表明:Ti基体表面为蜂窝状结构,而Ti/Sb–SnO2电极表面形成了SnO2晶胞,电极表面活性层的催化性能明显提高。     

工作温度对贮氢合金TiV_(2.1)Ni_(0.4)电化学性能的影响

系统研究了工作温度(T=25,35,45,55℃)对V基固溶体型贮氢合金TiV_(2.1)Ni_(0.4)电化学性能的影响。XRD及SEM分析表明,TiV_(2.1)Ni_(0.4)由体心立方(bcc)结构的V基固溶体主相和TiNi基第二相组成。电化学测试表明,当工作温度升高时,合金的活化性能得到改善,最大放电容量显著提高,循环稳定性明显降低。同时,ICP分析表明,高温下碱液中Ti和V元素的大量溶出,是导致合金循环容量衰退的主要原因。随着温度的增加,合金电极的交换电流密度I_o和极限电流密度I_L增大,电极表面的反应阻抗减小,合金高倍率放电性能得到改善。     

Fe~(3+)、Ce~(3+)掺杂SnO_2/C/Ti催化电极上苯酚的电化学行为研究

采用溶胶-凝胶法合成Fe3+、Ce3+掺杂SnO2/C胶体,通过Vulcan XC-72炭黑负载制备炭载锡系氧化物电催化剂。经X射线粉末衍射(XRD)考察了催化电极的元素组成,利用循环伏安法(CV)研究苯酚在电极上的氧化降解,考察了不同的掺杂元素、不同的掺杂量、制备工艺等因素对电极催化性能的影响。结果表明:所合成的电催化剂中的金属氧化物的主要相态为金红石型SnO2;Sn系列氧化物电极对苯酚具有一定的催化能力,适量Sb、Ce、V、Yb元素的掺杂有利于电极电化学性能的提高,Sb(2.5%)和Ce(2.5%)双掺的SnO2/C/Ti电极的氧化峰电流最大,苯酚在电极表面氧化时,均会产生一层疏松的钝化膜,苯酚仍可以穿透这层钝化膜继续在电极上氧化。     

Mg2+、Zr4+离子掺杂对Li4Ti5O12电化学性能的影响

以固相反应法合成了尖晶石型Li4Ti5O12电极材料,进行了金属离子掺杂以提高其导电性及综合性能,以适应用于大电流充放电的目的。采用XRD、室温恒流充放电循环、交流阻抗和循环伏安等测试手段,考察了A位掺杂Mg(Li4-xMgxTi5O12,x=0.15),B位掺杂Zr(Li4ZrxTi5-xO12,x=0.15)对Li4Ti5O12结构和电化学性能的影响。结果表明:掺杂少量的Mg2+、Zr4+未引起材料结构的变化,明显降低了Li4Ti5O12电荷转移阻抗,使导电性得到有效提高。0.1 C放电倍率下放电,未掺杂及掺杂Mg2+、Zr4+的Li4Ti5O12首次放电容量分别为159.8、144.9、161.2mAh/g,循环40次后,容量分别保持为113.8、130.6、133.6 mAh/g。与未掺杂的Li4Ti5O12相比,掺杂后的电极材料极化减小、循环容量及稳定性提高。     

基于Ti/SnO2阳极的电化学法降解对硝基苯酚

为探寻硝基芳香族有机污染物的高效降解技术,采用溶胶凝胶法制备了钛基锡系阳极,且掺杂Sb、La等元素对该电极材料进行了改性,并把该系列电极用于电化学处理模拟对硝基苯酚废水。通过SEM和XRD对电极形貌进行表征,分析了元素掺杂改善电极性能的机理,考察了电解条件对电化学降解对硝基苯酚效果的影响,探究了电场因素对电化学体系降解废水的影响机制。通过紫外吸收光谱分析推断了对硝基苯酚在电化学作用下可能的降解历程。研究结果表明：同时掺杂La和Sb的电极降解对硝基苯酚效果最好;在电解电压12 V、极板间距25 mm、pH值为7、电解质浓度0.5 mol/L的条件下电解120 min,对硝基苯酚的降解率可达92.8%,可见应用掺杂La、Sb的Ti/SnO2电极材料的电化学法降解对硝基苯酚优势相当明显。     

锂离子蓄电池正极材料Li_(1+δ)M_xV_(3-x)O_8的合成与电化学性能研究

锂钒氧化物Li1+δV3O8具有比容量高、循环寿命长、价格低等优点,因此它是一种非常有应用前景的锂离子蓄电池正极材料。作者采用传统的高温固相反应法合成了Ti、Fe、Ni、Co4种过渡金属元素部分取代Li1+δV3O8中钒的掺杂产物Li1+δMxV3-xO8,研究了不同掺杂元素及其掺杂量对材料电化学性能的影响。结果表明,掺杂Ti元素且掺杂量x≤0.1时,掺杂对材料的性能有一定的改善。掺杂没有提高其放电电压平台,降低了其比容量。但掺杂对其循环性能没有明显影响。综合考虑电化学性能,掺杂少量Ti比较适宜。     

锂离子蓄电池正极材料Li1+δMxV3-xO8 的合成与电化学性能研究

锂钒氧化物Li1 δV3O8具有比容量高、循环寿命长、价格低等优点,因此它是一种非常有应用前景的锂离子蓄电池正极材料。作者采用传统的高温固相反应法合成了Ti、Fe、Ni、Co4种过渡金属元素部分取代Li1 δV3O8中钒的掺杂产物Li1 δMxV3-xO8,研究了不同掺杂元素及其掺杂量对材料电化学性能的影响。结果表明,掺杂Ti元素且掺杂量X≤0．1时,掺杂对材料的性能有一定的改善。掺杂没有提高其放电电压平台,降低了其比容量。但掺杂对其循环性能没有明显影响。综合考虑电化学性能。掺杂少量Ti比较适宜。     

改性钛基二氧化铅电极催化氧化降解水中四环素

使用NiO做中间层,并掺杂稀土元素(La)对Ti/PbO₂电极进行改性,制备了Ti/NiO/PbO₂-La电极。采用扫描电子显微镜、X射线能谱仪和X光电子能谱对电极表面进行表征,结果表明Ti/NiO/PbO₂-La电极表层形貌致密、规整,具有较大的活性比表面积,因此具有较Ti/PbO₂电极更多的活性位点,且La以La₂O₃的状态被掺杂在PbO₂中。通过循环伏安法(CV)、线性伏安法(LSV)和交流阻抗(EIS)一系列电化学分析,证实以NiO修饰钛基、活性层掺杂La均可以改善电极的电化学性能,且二者具有协同作用。将Ti/NiO/PbO₂-La电极用于对四环素(TC)的电催化氧化,初步分析了溶液pH、电流密度和TC初始浓度对电催化氧化反应的影响,结果表明,Ti/NiO/PbO₂-La电极对TC的电催化降解过程符合准一级动力学模型,当溶液pH为4.5,电流密度为20 mA/cm²     

Ti/nanoTiO_2-PAn复合膜电极催化降解甲基橙

利用溶胶-凝胶法和电化学聚合制得Ti/nanoTiO₂-PAn复合膜电极,并通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及循环伏安法（CV）对制备的Ti/nanoTiO₂-PAn复合膜电极的结构、表面形貌和性能进行了表征。以此电极对偶氮染料甲基橙进行了催化降解处理,研究了初始浓度、不同电极等因素对甲基橙电催化氧化降解的影响,结果表明Ti/nanoTiO₂-PAn复合膜电极对甲基橙具有较高的电催化氧化活性,其电催化活性优于Ti/nanoTiO₂电极。     

锂离子电池正极材料LiNi0.8M0.2O2的制备

在增加氧气压力的条件下，采用固相反应制得一系列掺杂不同元素M的锂离子电池正极材料LiNi0.8M0.2O2. 研究发现，掺杂Al, Mn, Ti可以改善材料的耐过充性和循环性能，在充电电压为4.2~4.8 V的范围内循环3次，材料的放电容量没有显著的改变. X射线衍射和扫描电镜分析表明，掺杂Al, Mn, Ti提高了镍酸锂材料的六方菱型结构的有序性，维持了在充放电过程中的层状结构的稳定性. 其它掺杂元素降低了材料结构的有序性，影响了其电化学性能. 说明形成完整的晶体结构是掺杂元素的选择依据.     

Study on the stability of different refractories during the melting process of a K4169 Ni-based superalloy

The composition of the refractory strongly affects the cleanliness of the alloy. K4169 Ni-based superalloys were melted in different types of refractories in this study. The cleanliness of the Ni-based superalloy and phase transformation of the refractory were observed by X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD), and scanning electron microscopy energy dispersive spectroscopy (SEM‒EDS). The high-temperature stabilities of a Y₂O₃-based refractory, MgO-based refractory, and Al₂O₃-based refractory during melting with a Ni-based alloy were compared. The oxygen content was also lowest, and no Y₂O₃-containing inclusions were observed in the Ni-based alloy melted with the Y₂O₃-based refractory at 1823 K. Inclusions with 21%–29% MgO and a phase composed of Al, Mg and O with an area of approximately 1300 μm² were observed in the alloy. This indicates that the dissolution and erosion of the Y₂O₃-based refractory were weak, and obvious physical erosion and chemical dissolution of the MgO-based refractory occurred during the melting process of the Ni-based alloy. The width of the refractory phase adhered to the boundary of the Ni-based alloy increased in the order Y₂O₃-based refractory (15 μm- 23 μm)< Al₂O₃-based refractory (93 μm- 285 μm)< MgO-based refractory (3.5 mm–3.6 mm), indicating that the adhesive strength of the MgO-based refractory with the Ni-based alloy was strongest. The interaction between the refractory material, Ni-based alloy and inclusions was analyzed based on thermodynamic calculations by Factsage software. The effects of dissolution of the three refractory types on the formation and transformation of the new phases and inclusions were estimated. The thermodynamic results were in good agreement with the experimental results.     

负极材料Li4-xMg-Ti5-yCoyO12的合成及其电化学性能

以Mg(CH3 COO)2·4H2O,CO(CH3 COO)2-4H2O作为Mg2+和CO2+的掺杂源,以乙醇为溶剂,C6H15 NO3作为络合剂,CH3,COOLi·2H2O和Ti(OC4 H9)4作为原料,利用溶胶-凝胶法制备复合掺杂2种金属的Li4-xMg-Ti5-yCoyO12材料,并对其进行了X射线衍射(XR...     

锰酸铁及其掺杂镁、银化合物的制备与表征

以硝酸铁和硝酸锰为原料,采用柠檬酸凝胶技术制备了磁性材料锰酸铁及其掺杂镁、银的化合物。并通过XRD,TEM,TG—DTA对其进行表征。实验结果表明:此方法合成的锰酸铁及其掺杂镁、银的化合物粒径尺寸小于30nm,且该方法减少了制备工序,利于掺杂,易于制备;并对制备机理做了初步探讨。     

电化学法处理钢厂循环冷却水的中试研究

为研究电化学法对循环冷却水的处理性能,以钢厂循环冷却水为处理对象,考察不同电流密度和循环流量对处理效果和运行成本的影响。结果表明,在初始硬度(以CaCO₃计)为350 mg/L,电流密度为3 mA/cm²,循环流量为18 m³/h时,硬度去除率为25.95%, COD去除率为50.3%,能耗分别为25.29 kW·h/kg[Mg(OH)2]和70.17 kW·h/kg[COD]。电化学处理法能够影响污垢的晶型,降低Mg(OH)2晶体的完整度,使其结构疏松,有利于后续对污垢的处理。     

[V10O28]6-柱撑纳米水滑石在AZ31镁合金有机防腐涂层中的应用

研制了一种以钒酸盐阴离子([V10O28]6-)柱撑纳米水滑石防腐颜料替代铬酸盐,用于AZ31镁合金腐蚀防护的有机涂层.研究了水滑石在不同浓度的NaCl溶液里的吸附和离子交换性能,以及钒酸盐缓蚀剂的极化曲线:考察了该水滑石防腐颜料的添加比例对镁合金环氧防腐涂层性能的影响,并通过电化学交流阻抗(EIS)测试技术对各试样进行了性能检测.结果表明,添加了20%(质量分数)水滑石的环氧涂层对镁合金具有较好的防腐作用.     

汽车用La0.79Mg0.21Ni3.95储氢合金的制备与电化学性能研究

为开发出高能量密度镍氢电池负极材料,采用真空感应熔炼的方法制备了La_0.79Mg_0.21Ni_3.95储氢合金,对比分析了铸态和退火态储氢合金的物相组成、显微形貌和电化学性能。结果表明,铸态和800 ℃/24 h退火态La_0.79Mg_0.21Ni_3.95储氢合金中都只含有LaNi₅和（La,Mg）₂Ni₇相;升高温度至900 ℃及以上时,储氢合金中形成了不同含量的（La,Mg）₅Ni₁₉和（La,Mg）₆Ni₂₄相。900 ℃/24 h退火态储氢合金的可逆吸放氢性能要高于950 ℃/48 h退火态储氢合金。铸态和退火态储氢合金都在前3周循环过程中到达了最大放电比容量,950 ℃/48 h退火态储氢合金中主要为（La,Mg）₆Ni₂₄相,其具有较高的循环稳定性。铸态和退火态La_0.79Mg_0.21Ni_3.95储氢合金具有良好的电化学活化性能,高倍率放电性能（HRD₁₅₀₀）从高至低的顺序依次为950 ℃/48 h、950 ℃/24 h、900 ℃/24 h、 800 ℃/24 h、铸态;储氢合金的HRD₁₅₀₀与氢扩散速率（D）和交换电流密度（I₀）的变化趋势相同,950 ℃/48 h退火态储氢合金具有最大的HRD₁₅₀₀,这主要与合金电极中含有61.8%（质量分数）的（La,Mg）₆Ni₂₄相、具有较高的D和I₀有关。     

Mg：Ru：Fe：LiNbO3晶体生长及蓝光双波长非挥发存储性能

在同成分LiNbO3中,掺入摩尔分数为0～3%的MgO,0.09%RuO2和0.03%Fe2O3,采用提拉法生长Mg：Ru：Fe：LiNbO3晶体。以Kr＋激光器（476 nm）和He-Ne激光器（633 nm）作光源测试Mg：Ru：Fe：LiNbO3晶体的光激载流子类型和光折变全息存储性能。结果表明：在蓝光（476 ...     

Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体的全息存储性能

在同成分铌酸锂晶体中掺入0.03?2O3和0.1%MnO2(质量分数),分别掺入0,1%,3%,4.5%,6%的MgO(摩尔分数),用提拉法生长了一系列Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体.检测了Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体的红外光谱和抗光损伤能力.掺0,1%,3%,4.5%Mg的Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体的OH-红外振动峰位于3484cm-1,而掺6%Mg的Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体红外振动峰移到3 535gm-1.采用波长为632nm的He-Ne激光器作为光源,通过二波耦合方法测试晶体的全息存储性能.结果表明:Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体的写入时间和动态范围随掺镁量的增加而显著减小,而光折变灵敏度略有上升,抗光损伤性能增强,其中掺镁量为3%Mg:Mn:Fe:LiNbO3晶体更适合作为全息存储介质.     

Electrochemical impedance studies of molten (0.9Na,0.1K)2SO4-induced hot corrosion of the Ni-based superalloy M38G at 900 °C in air

The hot corrosion behavior of the Ni-based superalloy M38G covered with a film of molten 0.9Na₂SO₄–0.1K₂SO₄ (mole fraction) has been studied by electrochemical impedance spectroscopy at 900 °C in air. For comparison, the corrosion of the alloy immersed in molten (Na,K)₂SO₄ was also examined. The electrochemical impedance spectra in deep molten salt during an initial stage consisted of a semicircle at high frequency and a line at low frequency indicating a diffusion-controlled reaction. With extended immersion the impedance spectra were composed of two capacitive loops, i.e., a small semicircle at high-frequency port, and a large one at low-frequency port. The change of the impedance spectra is related to the formation of a protective scale. Contrary to the corrosion in deep molten salt, the corrosion of the alloy in the presence of a film of fused salt presented the characteristics of two capacitive loops for all the duration of the experimental test. Equivalent circuits representing the corrosion of the alloy in both corrosion conditions are proposed to fit the impedance spectra and electrochemical parameters in the equivalent circuits are also calculated.     

Physiochemical interactions of chiral Schiff bases on high carbon steel surface: Corrosion inhibition in acidic media

(S)1-N-(1-hydroxy-1,1-diphenyl-3-methylbut-2-yl)-2-hydroxybenzaldimine (DPV) and (S)1-N-(1-hydroxy-3-methylbut-2-yl)-2-hydroxybenzaldimine (LV) were synthesized and investigated as inhibitors for the corrosion of the high carbon steel (HCS) in 1.0 M HCl by electrochemical measurements. According to the electrochemical methods, inhibitor DPV showed higher efficiency in comparison to that of LV. The Tafel polarization method revealed the mixed-mode inhibition of chiral Schiff bases with predominant control of the anodic reaction. The adsorption of the inhibitor molecules onto the HCS surface was found to follow the Langmuir adsorption isotherm. The values of the Gibbs free energy of adsorption strongly supported spontaneous physicochemical adsorption of inhibitor molecules on the HCS surface. The adsorption mechanism for inhibition was supported by Fourier transforms infrared (FTIR), wide-angle X-ray diffraction (WAXD), scanning electron microscopy–energy-dispersive X-ray (SEM–EDS) spectroscopic methods, and adsorption isotherms.