硼掺杂金刚石电极降解活性橙X-GN偶氮染料废水的研究

目的研究硼掺杂金刚石(BDD)电极电化学氧化降解活性橙X-GN偶氮染料废水。方法采用热丝气相沉积法(HFCVD)制备铌基BDD电极,采用SEM观察BDD薄膜的表面形貌,用Raman检测BDD薄膜的成分,用电化学工作站测试BDD电极的电化学性能。选择活性橙X-GN染料废水作为降解对象,分别研究电流密度(20、50、100、150 m A/cm~2)、电解质浓度(0.025、0.05、0.1 mol/L)和溶液初始pH(3.78、6.74、10.92)等不同工艺参数对降解效率的影响,并采用紫外可见光分光光度计进行测试表征,使用能耗和总有机碳量表征降解效果。结果 BDD电极具有很好的电催化性能,其电势窗口为3.33 V,析氧电位达到2.45 V,远高于大多数有机物的氧化电位,电极表面反应受扩散步骤控制。结合活性橙X-GN染料溶液降解效果,得出100 mg/L活性橙X-GN溶液的最佳降解工艺参数为:电流密度100 m A/cm~2、电解质浓度0.05mol/L、溶液初始pH值3.78。采用最佳工艺参数处理5 h后,色度移除率达到99%,能耗为65.4 k W·h/m~3,TOC去除率达到56.95%。结论 BDD电极可以有效地降解活性橙X-GN染料废水。     

Si/BDD电极在酸/碱电解条件下的电化学氧化性能变化

目的 探究Si/BDD电极在酸性、碱性2种电解条件下的性能变化特征,阐明BDD电极在酸、碱溶液中电化学氧化性能的变化与失效机理。方法 通过HFCVD技术制备Si/BDD电极,分别在1 mol/L H₂SO₄、1 mol/L NaOH溶液中进行加速寿命实验,以活性蓝19(RB-19)模拟染料废水,进行电化学氧化降解实验。使用扫描电子显微镜、拉曼光谱、接触角测试仪、紫外分光光度计及电化学工作站对电极的表面形貌、成分及电化学性能进行表征。结果 在1 mol/L NaOH溶液中,当电解时间为195 h时,电极表面部分区域发生了明显的脱落现象;在1 mol/L H₂SO₄溶液中,当电解时间达到600 h时,电极表面仍未出现明显的脱落现象,电极表面形貌由清晰转为模糊,晶粒尺寸细化,且在晶界处存在明显的腐蚀现象;在酸溶液中,BDD电极对RB-19的降解效果随着电解时间的延长而提高,而在碱溶液中,其降解效果与电解10 h的降解效果基本一致。结论 与酸溶液相比,Si/BDD电极更易在碱溶液中发生腐蚀。     

钛基PbO2电极上苯酚的电化学氧化

以Ti为基体，通过热分解Pb（NO3）2水溶液制备了Ti／PbO2电极以及含有SnO2＋Sb2O3中间层的Ti／SnO2＋Sb2O3／PbO2电极，并将所制备的电极应用于模拟苯酚废水的电化学氧化降解。结果表明：含有SnO2＋Sb2O3中间层的Ti／SnO2＋Sb2O3／PbO2电极在相同的操作电流密度下，槽电压低于未加中间层的Ti／PbO2电极。以聚合前驱体制得的Ti／SnO2＋Sb2O3／PbO2电极为阳极时，在25℃，电流密度15mA／cm^2下，恒电流电解浓度为2．13×10^-3mol／L的模拟苯酚废水，电解3．0h后，苯酚浓度降为1．67×10^-5mol／L，苯酚去除率达99．2％；电解6．5h后，COD下降率为84.3％。阳极寿命快速检测实验结果表明，添加锡锑中间层后的Ti／SnO2＋Sb2O3／PbO2电极，其寿命显著提高。     

TiO2/BDD复合电极在电化学氧化处理药厂废水中的应用

通过水热法在掺硼金刚石（boron-doped diamond,BDD）薄膜电极表面生长出二氧化钛纳米束,制备出具有光电协同催化功能的TiO₂/BDD复合电极。通过电化学工作站表征该电极的电化学性能,并利用该电极对制药废水进行降解实验。研究结果表明:该复合电极具有宽的电化学势窗,酸性、中性和碱性条件下分别达到3 V、4 V和4 V,析氧过电位均达到2 V以上,同时背景电流低,可逆性良好。复合电极对药厂废水的降解具有显著的效果,可以在630 min的时间内,将实验水样的化学需氧量从7339 mg/L降低到19 mg/L,降解率为99.7%。      

吸附EDTA活性炭的电化学再生(英文)

采用吸附饱和EDTA的活性炭作为三维电极反应器中的粒子电极,多次使用后采用电化学方法对其再生。通过对吸附饱和EDTA的活性炭和多次电解使用后的活性炭的红外光谱谱图的分析得出,EDTA被活性炭吸附后产生甘氨酸H2NCH2COOH,通过N—H键生成一种永久性占据活性炭活性点的非催化活性缔合物,导致其催化活性消失,降解效率下降。采用电解方法使活性炭再生,得出活性炭的最佳活化条件为:电流100～300mA,溶液电导率1.39mS/cm,pH值6.0～8.0,电解1h可以使活性炭恢复活性,电解后有机物的残余TOC浓度低于10mg/L(初始浓度为200mg/L)。     

钛基RuOx-PdO电极电催化氧化降解苯胺研究

电化学氧化法是难降解有机物降解处理的1种有效方法,高效电极材料是该技术得以实现的关键,近年来,金属氧化物电极的研究倍受重视.作者制备了钛基RuOx-PdO电极,并以其为阳极进行了苯胺的电催化氧化降解研究.发现该电极对苯胺有较好的电催化氧化性能在以NaCl(1g/L)为支持电解质、初始pH=5.0、电流密度=20mA?cm-2的条件下,对浓度为640mg/L的苯胺溶液电催化氧化降解1h,苯胺去除率可达99.4%,溶液COD(化学需氧量)去除率达84.0%,电极具有较长使用寿命.苯胺的去除主要是活性氯的间接氧化作用实现的,苯胺降解中间产物的去除则是活性氯间接氧化和电极直接氧化协同作用的结果.用GC-MS检测到苯胺电催化氧化过程中有对氯苯胺、2,4-二氯苯胺、2,4,5-三氯苯胺和苯醌等中间产物生成,据此探讨了苯胺的降解途径.     

厚膜P型宏孔多孔硅阳极氧化电流优化

采用电化学腐蚀的方法成功地制备了厚膜p型宏孔多孔硅。氢氟酸和二甲基甲酰胺按体积比1：4组成电化学腐蚀的溶液。通过在不同条件下制备的多组样品，得出了多孔硅生长速度与电流密度以及腐蚀厚度与腐蚀时间的函数关系。通过ESEM对所制样品进行了表面的截面形貌分析，得出30mA/cm^2-50mA/cm^2的阳极电流密度是制备高质量厚膜p型宏孔多孔硅的最佳条件。     

碳纳米管和镍共修饰BDD电极及其在非酶葡萄糖电化学传感器中的应用

目的 制备碳纳米管-镍/掺硼金刚石复合电极（CNTs-Ni/BDD）,并用于非酶葡萄糖电化学检测。方法 采用热丝化学气相沉积（HFCVD）在硅基体上沉积BDD,然后采用物理气相沉积（PVD）技术在BDD上沉积Ni薄膜,最后在管式炉中对Ni/BDD样品进行900 ℃热催化处理,调控热处理时间分别为30、90 min,得到不同微观结构的CNTs-Ni/BDD复合电极。采用扫描电子显微镜（SEM）、Raman光谱和电化学工作站分别表征电极的表面形貌、成分和电化学性能。结果 在Ni的高温催化作用下,BDD作为基体和唯一碳源,在其表面直接生长出CNTs,实现Ni纳米颗粒和CNTs共修饰BDD。热处理时间由30 min增加到90 min,CNTs长度明显增加,对BDD的覆盖程度增加,且顶端的Ni颗粒消失。CNTs和Ni的共修饰作用极大地提升了葡萄糖的电化学检测性能,且30 min-CNTs-Ni/BDD复合电极性能更优异,其灵敏度在葡萄糖浓度0.005~0.02 mmol/L、0.02~1 mmol/L、1.0~5.5 mmol/L线性范围内分别为475、42、19 μA/((mmol/L)?cm2),检测限为0.42 μmol/L（S/N=3）。结论 热催化处理可以简单高效地实现CNTs、Ni共修饰BDD,该复合电极能够有效地提升葡萄糖电化学检测性能。     

电流密度对AZ91D镁合金微弧氧化膜性能的影响

采用不同的氧化电流密度（20 mA/cm^2、50 mA/cm^2、70 mA/cm^2、100 mA/cm^2）,在碱性硅酸盐溶液中镁合金AZ91D表面制得了一系列的微弧氧化膜,并且利用体视显微镜方法、X射线衍射方法和电化学阻抗方法对膜层的表面形貌、结构组成以及电化学阻抗等性能进行了比较研究.结果表明,氧化电流密度越高,膜层的生长速度越快,膜层的晶化程度越高,但是膜层的粗糙度和孔隙率升高,阻抗反而下降.膜层的阻抗性能不是由膜层的总厚度决定,而是主要取决于氧化膜的致密程度.     

热丝化学气相沉积法制备钛基 BDD 电极及苯酚降解性能研究

目的研究硼掺杂对改善金刚石膜的电阻率的影响,制备掺硼金刚石膜。方法采用热丝化学气相沉积系统,以CH4,H2,(CH3O)3B混合气体为反应气,在钛片衬底上沉积制备掺硼金刚石膜电极。对不同生长阶段沉积出的电极进行扫描电镜、EDX光电子能谱、激光Raman光谱、X射线衍射、电化学性能表征及废水降解应用研究。结果制备出的掺硼金刚石膜呈现出均匀的(111)晶面,Raman光谱图中金刚石特征峰与硼原子特征峰峰型显著,具有较低的背景电流和更宽的电位窗口(3.5 V),对苯酚废水COD降解效果显著。结论有机污染物的吸附量与电极表面的粗糙度正相关,实验室制备的BDD/Ti电极表面粗糙度小,不利于析氢和析氧等副反应的发生,能降低直接电化学氧化作用,从而得到更宽的电势窗口。     

Study on Ti/BDD Film Electrode with Ta Interlayer

Boron doped diamond(BDD)thin films have been deposited on Ti substrate with Ta interlayer by MP-CVD(microwave plasma chemical vapor deposition),and Ta interlayer was deposited by magnetron sputtering.The physical and electrochemical behaviors of the Ti/Ta/BDD electrode and its application in electrochemical oxidation of wastewater containing 2,4-dichlorophenol were studied.Raman spectroscopy and field emission scanning electron microscopy(FESEM)demonstrates that the films obtained exhibit well-defined diamond features.XRD spectroscopy shows no TiC in the BDD film with Ta interlayer.Electrochemical measurement shows the BDD electrode behaves low background current and wide working potential window up to 4 V.Further,the removal efficiency of chemical oxygen demand(COD)of the BDD electrodes were evaluated by the electrochemical oxidation of 2,4-dichlorophenol.     

微观结构与降解温度对掺硼金刚石薄膜电极电氧化降解活性橙X-GN染料废水的影响

目的 探究电极微观结构与降解温度对掺硼金刚石（BDD）薄膜电极电化学降解活性橙X-GN染料废水的影响。方法 通过HFCVD技术,在铌基体上分别沉积6、12、18 h的BDD薄膜,得到6-BDD/Nb、12-BDD/Nb、18-BDD/Nb电极,将三种电极作为阳极,调控降解温度,分别对活性橙X-GN染料废水进行模拟电化学氧化降解实验。采用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、电化学工作站分析电极性能,用紫外可见光分光光度计测量废水的吸光度。结果 随着沉积时间的延长,BDD薄膜电极表面微观结构改变,晶粒尺寸、表面粗糙度、掺硼量增加,sp3/sp2相比例升高。12-BDD/Nb、18-BDD/Nb电极的有效电极催化活性面积分别是6-BDD/Nb电极的2.6和2.8倍;常温下的降解效率分别提高1.3和1.5倍;能耗分别降低了10.8和22.6 kWh/m3。温度升高,电极的降解速率加快,能耗降低且逐渐趋于一致,最终都低至5.5 kWh/m3。结论 沉积时间增加,可以改变BDD电极微观结构,提高其电化学和氧化降解性能,降解温度升高有利于提升电极的降解速率,并降低能耗。然而升高温度可以有效提升低效电极的降解效率,却对高效电极作用甚微。     

表面处理对储氢合金电化学性能的影响研究

通过电化学方法,研究了储氢合金碱化处理及碱液中加入KBH4对合金电极的电催化活性和高倍率放电性能的影响.结果表明:处理后合金颗粒分布均匀,表面变得粗糙.两种处理方法均增加了合金表面的电催化活性,降低了合金电极的极化电阻,从而提高了高倍率放电能力.尤其在900mA/g放电时,处理前合金电极不能放电,单一碱处理合金电极和加入还原剂碱处理合金电极仍具有较高的高倍率放电能力,分别为69.2%和83.4%.在单一碱溶液中加入还原剂KBH4处理后,合金电极的电化学性能明显高于单一碱处理合金电极.     

Oxygen Evolution at Nickel Hydroxide Films Co-deposited Light Rare Earth Elements

1 ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｎｉｃｋｅｌｈｙｄｒｏｘｉｄｅｈａｖｅｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙｄｕｅｔｏｉｔｓｉｍｐｏｒｔａｎｃｅａｓａｃｔｉｖｅｍａｔｅｒｉａｌｓｉｎｎｉｃｋｅｌｂａｔｔｅｒｙｓｙｓ ｔｅｍｓ[1 ].Ａｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｏｆｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｍｅｔａｌｌｉｃａｄｄｉｔｉｖｅｓａｎｄｉｍｐｕｒｉ ｔｉｅｓｏｎｔｈｅｎｉｃｋｅｌｈｙｄｒｏｘｉｄｅｅｌｅｃ…     

铝掺杂改性钛基PbO2电极性能研究

采用阳极电沉积技术制备了金属铝掺杂改性的Ti/PbO₂电极,通过表面粗糙度测量仪,扫描电镜,X射线衍射仪、线性极化扫描和交流阻抗谱电化学测试和加速寿命试验对铝掺杂引起PbO₂涂层电极的物理化学特性的影响进行分析,并对铝掺杂改性的Ti/PbO₂电极对苯酚模拟废水电催化氧化降解行为进行考察。结果表明,Al₃₊添加可使得Ti/PbO₂电极涂层结晶细化、沉积均匀致密,表面粗糙度明显降低,结瘤缺陷改善;铝掺杂改性的Ti/PbO₂析氧电位升高,电荷传递及催化性能提高,但呈非单调变化,其中添加3mM Al₃₊制备电极的析氧电位最高可达到2.09V,导电性优异,电催化性能最佳,电化学稳定性高,其强化寿命可达到460h,比未改性电极寿命提高了100h。铝掺杂改性的Ti/PbO₂电极对苯酚模拟废水具有良好的电化学氧化降解能力,180min处理后苯酚去除率最高可达到93.6%,COD去除率最大可达到73.6%。