纳米TiO_2膜电极上乙醛酸的电催化合成研究

运用电化学循环伏安法 (CV)对纳米TiO2 膜电极 (Ti/nano TiO2 )在硫酸和草酸溶液中的电化学行为进行了研究。在c(H2 SO4 ) =1mol/L溶液中的循环伏安图上Epac1=- 0 .5 6V(vs.SCE)和Epac2 =- 0 96V(vs.SCE)处 ,出现两对可逆氧化还原峰 ,而在相同扫描速度下草酸溶液中的循环伏安曲线上 ,这两对电极反应氧化峰基本消失 ,还原峰电流增大 ,表明Ti/nano TiO2 膜电极对电还原草酸成为乙醛酸的反应具有较高的电催化活性和选择性。常温常压下 ,控制电位Epc=- 1 0V左右电解合成乙醛酸 ,乙醛酸的产率和电流效率分别达到 96 5 %和 90 %。     

纳米TiO2-Pt修饰电极的制备、性能及应用

采用电化学合成法和电沉积法制备高活性钛基纳米TiO₂-Pt(Ti/nano-TiO₂-Pt)修饰电极,通过循环伏安法研究并比较了钛基纳米TiO₂膜电极、纯Pt电极、Ti/nano-TiO₂-Pt电极在H₂SO₄溶液中的电化学行为以及Ti/nano-TiO₂-Pt电极对Mn²⁺氧化为Mn³⁺的电催化性能.结果表明纳米TiO₂-Pt修饰电极对Mn²⁺的电氧化有高催化活性.Mn²⁺氧化峰电位为1.28 V（vs SCE）,比纯Pt电极负移0.12 V;析氧电位为1.40 V,比纯Pt电极高0.08 V.Ti/nano-TiO₂-Pt修饰电极催化性能优于纯Pt电极和纳米TiO₂膜电极,非均相电解氧化效率可达90%以上.电解得到的Mn³⁺可一步氧化甘油为甘油醛,收率为96%.     

纳米TiO2/CNT/ZrO2膜电极的制备及其对2-吡啶甲醛的电催化还原

通过溶胶-凝胶法在Ti表面修饰一层纳米TiO2/CNT/ZrO2复合膜,采用循环伏安和电解合成法研究了复合膜电极在离子液体1-甲基-3-乙基咪唑四氟硼酸盐([EMI]BF4)中对2-吡啶甲醛的电催化还原活性. 结果表明,复合膜为多孔网状结构,粒径约20 nm的TiO2和ZrO2晶粒负载在管径40~60 nm的碳纳米管(CNT)上,纳米TiO2中掺杂ZrO2和CNT后电极催化性能显著改善. 在[EMI]BF4中,控制电位为-1.40 V,用复合膜电极作阴极,Ti(IV)/Ti(III)氧化还原电对作为媒质间接电还原2-吡啶甲醛为2-哌啶甲醇,平均电流效率为85.6%,产率为83%. 反应机理为电化学偶联随后化学催化反应.     

纳米TiO_2-Pt复合膜电极间接电催化氧化甘油为甘油醛的研究

运用电沉积法在纳米TiO2膜上电沉积分散的Pt微粒制成钛基纳米TiO2-Pt复合膜(nano TiO2-Pt)修饰电极,采用循环伏安法和电解氧化法,研究了复合膜电极的电催化活性以及氧化甘油为甘油醛的过程。结果表明,纳米TiO2为锐钛矿型,Pt纳米粒子均匀分散在TiO2多孔膜的表面和内部。复合膜电极在常温常压下对甘油的电化学氧化具有高催化活性和稳定性,在25~30℃下,电流密度为25 m A/cm2时,电流效率达84%,电解产率达89.6%。     

纳米TiO_2-Pt修饰电极上甲醇的电催化氧化研究

用电化学法合成前驱体Ti(OEt)4,经直接水解法制备纳米TiO2膜,通过直接在纳米TiO2膜上电沉积Pt微粒得到纳米TiO2 Pt复合催化电极。扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析结果表明,纳米TiO2的晶形为锐钛矿型,粒径约30nm,电沉积纳米Pt粒子(平均粒径约60nm)均匀地分散在纳米TiO2膜表面。循环伏安和计时电位测试表明,纳米TiO2 Pt修饰电极对甲醇的电氧化具有高催化活性和稳定性,Pt载量为0 68mg/cm2时,室温下甲醇氧化电流达到190mA/cm2,是纯Pt电极上的7 6倍。     

电化学法制备纳米TiO_2聚邻甲苯胺复合膜

用 3mol·L- 1 酸作为介质 ,扫描速度为 10 0mV·s- 1 ,扫描电位为 - 0 1～ 0 8V ,用循环伏安法在纳米二氧化钛 (Nano TiO2 )膜电极上实现了邻甲苯胺 (o MA)的电化学聚合 ,并对制得Nano TiO2 聚邻甲苯胺 (P -o MA)复合膜的电化学性质进行了研究。结果表明 :在峰电位 (Ep)为 0 .5 6V处有一个明显的氧化峰 ,在Ep 为 0 .5 8、0 .30和 - 0 .0 4V处分别有一个还原峰 ,经长时间扫描 ,氧化峰电流可达到 5 0A·dm- 2 以上 ,具有工业应用价值。同时实验也表明 ,复合膜的生成、Ip 和Ep 的大小受溶液浓度、扫描速度 (v)以及扫描电位的影响     

电化学还原合成N-甲基羟胺研究

N-甲基羟胺及其盐酸盐广泛应用于医药和农药中间体的合成,以及核废料处理与回收等领域.采用线性扫描和循环伏安方法,研究了硝基甲烷电还原一步制备N-甲基羟胺及其盐酸盐的反应特性.在盐酸溶液中,硝基甲烷在铜、铜汞齐和镍电极上均具有明显的还原活性,其活性大小依次为铜＞铜汞齐＞镍＞石墨,其中硝基甲烷在铜电极上的还原电位为-0.65～-0.75V(vs.SCE).电解合成试验结果表明,采用铜和铜汞齐作为阴极材料,电合成N-甲基羟胺盐酸盐的电流效率均超过90%,产品收率超过86%;采用镍和石墨作阴极,电流效率和产品收率均较低.其中铜电极在1200～2500A·m-2的电流密度范围内,电解时间为理论电解时间的80%时,具有最好的电流效率.与传统的催化氢化法合成N-甲基羟胺比较,电化学还原硝基甲烷制备N-甲基羟胺盐反应条件温和、污染少、成本低,是一种非常有效的合成新方法.     

木犀草素在纳米NiOx/单壁碳纳米管修饰玻碳电极上的电化学行为

采用电沉积法结合表面滴涂法制备了纳米氧化镍/单壁碳纳米管修饰玻碳电极(NiO_x/SWCNTs/GCE),通过循环伏安法、扫描电子显微镜对修饰电极进行了表征,运用方波伏安法和循环伏安法研究了木犀草素在NiO_x/SMWCNTs/GCE修饰电极上的电化学行为。结果表明,电极表面纳米氧化镍和单壁碳纳米管的存在对木犀草素具有良好的电催化活性,电极稳定性高,表面可以更新。在pH 2.8±0.2的伯瑞坦-罗宾森缓冲溶液中,木犀草素在NiO_x/SWCNTs/GCE修饰电极上的氧化、还原峰电位均负移,峰电流明显增加,据此,建立了测定木犀草素的方法。在-0.2～0.6 V电位区间内,在方波伏安曲线上的还原峰电位E为0.43 V,峰电流I木犀草素浓度在2.4×10~(-6)～1.0×1.0~(-10) mol/L范围内与电位有良好的线性关系,线性回归方程为I=5.39×10~6c+4.171 6,R~2=0.999,检出限(3S/N)为3.4×10~(-11) mol/L,此方法用于砂珍棘豆中木犀草素含量的测定。样品回收率为98.69%～104.40%,相对标准偏差为1.05%～1.37%。     

聚苯胺Ni~(2 )膜修饰电极对甲醇的电催化氧化研究

将电聚合的聚苯胺 (PAN)膜电极置于c(NiSO4 ) =2 5mol/L的溶液中浸泡 2 0min得到嵌入Ni2 的PAN Ni2 电极 ,该电极在KOH溶液中的循环伏安曲线于 0 30 7V/0 2 30V处有一对明显的氧化还原电流峰 ,表明Ni2 离子已嵌入PAN膜电极。PAN Ni2 电极对碱性介质中甲醇的氧化具有明显的电催化活性。     

电合成对氟苯甲醛的研究

以PbO2 /Ti为阳极 ,Pb为阴极 ,于无隔膜电解槽中将Mn(Ⅱ )电氧化成Mn(Ⅲ ) ,产率为87 0 % ,电流效率为 71 5 % ,明显优于用Pb(+) -Pb(- )电极对的电解结果。电解液可循环使用。以Mn(Ⅲ )为氧化媒质 ,采用槽外式间接电合成法将对氟甲苯氧化成对氟苯甲醛 ,产率为76 5 %。     

纳米TiO2膜电极的制备及其电催化性能

采用溶胶-凝胶法制备TiO2溶胶,以钛酸丁酯为前驱物和二乙醇胺为催化剂,研究了不同条件下(水量、溶剂量、催化剂量、温度)TiO2溶胶的制备过程,得出了最佳工艺条件,采用此溶胶制备了纳米膜电极,用XRD、拉曼光谱进行表征,用循环伏安法分析了其电催化性能,结果表明其电催化性质与晶型有关。     

Evaluation of the pseudocapacitance in RuO2 with a RuO2/GC thin film electrode

The pseudocapacitance of nanocrystalline RuO₂ with BET surface area of 42 m² g⁻¹ was evaluated using a RuO₂ modified Glassy Carbon (RuO₂/GC) thin film electrode. The charge storage behavior of the RuO₂/GC thin film electrode was studied from fast to slow scan cyclic voltammetry between various potential windows. The utilization of the thin film electrode method for nanocrystalline RuO₂ with known specific surface area allowed a semi-quantitative understanding of the electric double-layer capacitance (C_dl), adsorption related charge (C_ad), and the irreversible redox related charge (C_irr) per unit mass and surface area of RuO₂. Comparison of the cyclic voltammograms between different voltage windows revealed that the contribution from C_irr is especially dominant below 0.4 V (versus RHE) at slow scan rates.     

碳纳米管/纳米TiO2-聚苯胺复合膜电极的制备及电化学性能

在含有0.2 mol·L^-1苯胺的0.5 mol·L^-1 H2SO4溶液中;采用循环伏安法（CV）;以扫描速度50 mV·s^-1;扫描电位为-0.1～0.9 V;在碳纳米管/纳米TiO₂（CNT/nanoTiO₂）膜电极上实现了苯胺的电化学聚合;通过CV法和电化学阻抗谱（EIS）并结合电子扫描显微镜和红外谱图对制备的碳纳米管/纳米TiO₂-聚苯胺（CNT/nanoTiO₂-PAn）复合膜电极的电化学性质和结构进行了表征;同时研究了复合膜电极对抗坏血酸（AH₂）的电催化性能;发现该复合膜电极对抗坏血酸的氧化具有较高的电催化活性。     

K_3[Fe(CN)_6]溶液中普鲁士蓝修饰电极的制备及其对H_2O_2的电催化还原

应用循环伏安法和微分脉冲伏安法研究了K3[Fe(CN)6]溶液中普鲁士蓝(PB)修饰电极的制备及其电化学行为。结果表明,在连续循环伏安扫描的条件下,K3[Fe(CN)6]会在对电极上发生解离生成Fe3+,Fe3+可以跟单室电解池三电极体系中的[Fe(CN)6]3-生成在Au电极表面有较强吸附作用的PB,所获得的PB修饰电极的稳定性受介质和外加电位的影响。修饰电极上的PB在c(KCl)=0 2mol/L中性或弱酸性溶液中于-0 10 5V较稳定,而在c(H2SO4)=1 0mol/L溶液中PB会在Au电极上溶出;于-0 11 5V扫描时PB也会在Au电极上溶出。尤为重要的是,所获得的PB修饰电极对H2O2的还原既有很好的间接电催化作用,又可以降低H2O2在其上反应的活化能,对H2O2还原反应的电子传递起到促进作用。     

硝基苯在离子液体BPyBF4/H2O中的电化学行为

在离子液体1-丁基吡啶四氟硼酸盐(BPyBF₄)的水溶液中,采用循环伏安法(CV)、计时电流法(CA)、恒电位电解及原位红外光谱法(in-situ FTIRS)等研究了硝基苯在铂电极上的电化学还原行为。研究结果表明:硝基苯在离子液体BPyBF₄/H₂O体系中的还原过程是受扩散控制的,其还原产物主要是偶氮苯,经估算得到硝基苯在该体系中的扩散系数为3.1×10^-7 cm²·s^-1,提高温度和加入一定浓度的水均有利于硝基苯在该体系中的电化学还原。