钛基二氧化铅电极的制备及在电合成4-吡啶甲酸中的应用

钛基二氧化铅电极 (Ti/PbO2 )具有较好的耐腐蚀性和导电性 ,析氧过电位高且硬度大 ,是一种理想的不溶性阳极材料。该电极由半导体中间层和电沉积的二氧化铅组成 ,经过实验获得了最佳的电极制备参数。中间层Sb2 O3 的质量分数为 15 %～ 2 5 % ,电沉积液中的添加剂NaF可使PbO2 镀层致密 ,浓度为 0 .4mg/L ,pH值为 1～2 ,电流密度为 5 0mA/cm2 。将该钛基二氧化铅电极应用到电解氧化 4-甲基吡啶合成 4-吡啶甲酸的实验中 ,以反应的转化率、电流效率和电极的腐蚀速度为依据 ,考察了电极的活性、镀层的质量和电极寿命 ,并通过极化曲线评价了电极的导电性及X -衍射光谱表征了二氧化铅的晶型为 β-PbO2     

新型不锈钢基PbO2/PbO2-CeO2复合电极材料的研制

报道了在不锈钢基体上电沉积制备PbO2／PbO2-CeO2复合电极材料．研究了电沉积工艺参数对不锈钢表面沉积二氧化铅的影响．采用XRD、SEM对得到的电极进行了相结构和形貌分析，把该新型电极材料应用于电积锌过程并与传统的铅电极进行了对比，结果表明，采用不锈钢基PbO2／PbO2-CeO2复合电极材料，锌电积过程的槽电压降低，电流效率高．     

氧化铌掺杂PbO2电极的制备及降解分散蓝B

采用电沉积法制备氧化铌掺杂的钛基PbO2电极,通过X射线衍射、扫描电镜和电化学工作站进行表征.结果表明,掺杂氧化铌改变了沉积PbO2的晶型分布,电极表面出现α-PbO2晶型,提高了镀层与基体的结合度及电子传递效率;同时晶体尺寸略有增大,排列规整均匀.氧化铌最佳掺杂质量浓度为3.5 g/L,改性电极的析氧电位上升到1.523 V,阶跃氧化电流达到0.155 9 A,强化寿命延长到702 min,电催化性能和稳定性均有明显提升.利用所制备改性电极降解分散蓝B的最佳降解条件:溶液pH值为2,电解质NaC1浓度为0.7 mol/L,电流密度为40 mA/cm2,1h后脱色率可达89％,脱色动力学可用拟2级反应描述.     

新型钛基PbO2电极的制备及电催化性能研究

采用电沉积法制备分别掺杂了Bi,La和Ni的3种钛基PbO2电极,通过酸性嫩黄模拟废水的脱色率比较不同金属掺杂对电极性能的影响.并利用循环伏安法（CV）和扫描电镜（SEM）,分别对掺Ni二氧化铅电极和普通二氧化铅电极进行表征,发现提高电极析氧电位和改变电极表面晶粒分布是Ni修饰电极比未修饰电极催化效果提高的主要原因.     

电化学合成异烟酸

以钛基二氧化铅电极(Ti/PbO2)为阳极,金属Cu或Ni为阴极,在阳离子交换膜为隔膜的H型电解槽中,以硫酸水溶液为介质,电解氧化4-甲基吡啶合成了异烟酸.经过实验确定了最佳合成条件硫酸质量分数为25%,4-甲基吡啶浓度为0.60mol/L,电解电流密度为60mA/cm2,温度60℃.在此条件下,4-甲基吡啶的转化率为64.6%,电流效率67%.同时还研究了电解过程中电极、电流密度、温度、反应时间等对反应物转化率、电流效率、槽压的影响规律.在硫酸介质中异烟酸于-0.72V(vs.SCE)可以产生稳定的电还原峰,由此提出了测定异烟酸的示波极谱法.最后经示波极谱、红外光谱和熔点测试法证明电合成的物质为异烟酸,纯度为97.7%.     

新型钛基PbO2电极的制备及电催化性能研究

采用电沉积法制备分别掺杂了Bi,La和Ni的3种钛基PbO₂电极，通过酸性嫩黄模拟废水的脱色率比较不同金属掺杂对电极性能的影响.并利用循环伏安法(CV)和扫描电镜(SEM)，分别对掺Ni二氧化铅电极和普通二氧化铅电极进行表征，发现提高电极析氧电位和改变电极表面晶粒分布是Ni修饰电极比未修饰电极催化效果提高的主要原因.     

修饰石墨基二氧化铅电极电催化氧化降解苯胺

选择石墨作为基体,采用电沉积的方法制备出掺杂镧元素修饰的二氧化铅电极.通过对该电极进行XRD和SEM测试,发现电极的表面主要成分为β-PbO2,底层为α-PbO2;镧金属的氧化物嵌入到PbO2晶格当中,使晶形发生显著改变;电极表面致密均匀,空隙率大,利于对目标有机物吸附和发生电催化氧化反应.以该修饰电极为阳极,石墨电极为阴极,对苯胺模拟废水进行电催化氧化处理,分别考察了阴离子种类、电流密度、进水质量浓度、反应初始pH值对苯胺和COD去除率的单因素影响.该修饰二氧化铅电极对苯胺的电化学氧化降解反应基本符合一级反应动力学规律.     

新型NiCo2O4电极析氧反应机理

在贱金属铁基上表面化这镀Ｎｉ－Ｃｏ－Ｐ,然后通过化学复合镀制得Ｎｉ－Ｃｏ－Ａｌ２Ｏ３中间层,复合镀层用５ｍｏｌ．Ｌ＾－１ＮａＯＨ溶液浸出,可制得新型Ｎｉ－Ｃｏ－Ｐ微孔活性中间层,在中间层上再涂覆匹配性较好的ＮｉＣｏ２Ｏ４表面活性层,该活性层是由一定Ｎｉ（ＮＯ３）２和Ｃｏ（ＮＯ３）２的量配比通过高温热解而成,为考察该电极在碱性溶液的析氧反应机理,通过恒电位阶跃实验Ｉ～ｔ曲线求出了不同时间下的电量Ｑ,由Ｑ对ｔ＾１／２曲线,结果证明,Ｑ－ｔ＾１／２曲线不为通过坐标原点的直线,说明该析氧电极反应为典型的不可逆反应,通过对析氧电极反应假想模型进行动力学推算及实验,初步确定了电极反应的速度控制步骤。     

Ti基系列阳极的制备及电解染料废水实验研究

采用热氧化法制备了Ti／PbO2、Ti／SnO2-Sb2O3／PbO2、Ti／SnO2-Sb2O3／PbO2-Cu、Ti／SnO2-Sb2O3／PbO2-Ni和Ti／SnO2-Sb2O3／PbO2-Fe5种钛基系列阳极,进行电催化氧化处理模拟染料废水酸性品红溶液的实验研究,比较了不同电极的处理效率、反应速率,同时分析了酸性品红降解过程。结果表明：相对于Ti／PbO2和Ti／SnO2—Sb2O3／PbO2阳极,金属掺杂改性电极Ti／SnO2-Sb2O3／PbO2-Fe和Ti／SnO2-Sb2O3／PbO2-Ni对酸性品红有着更好的去除效率和降解速率,而Cu掺杂电极Ti／SnO2-Sb2O3／PbO2-Cu改性效果不明显。5种电极的电催化氧化过程均符合一级动力学模型。酸性品红在Ti／SnO2-Sb2O3／PbO2-Fe阳极上电催化氧化降解过程的紫外-可见光谱图表明在电流密度75mA／cm^2、电解质Na2SO4浓度12g／L的条件下,处理100mg／L的酸性品红模拟废水,60min内其特征吸收峰消失,酸性品红基本去除,但同时生成了部分小分子中间产物。     

TiO2/γ-Al2O3与铁屑三维电极光电催化研究

以微孤氧化法制备的钛基TiO2/Ti膜为阳极,以钛片为阴极,TiO2/γ-Al2O3与铁屑粒子组合作粒子电极,以Na2SO4为支持电解质,以亚甲基蓝为处理目标物,结合20W紫外灯和稳压电源组成三维电极光电催化体系,研究三维电极体系对光电催化的影响.实验结果表明:粒子电极5g铁屑和2g三层膜球状TiO2/γ-Al2O3粒子,亚甲基蓝溶液初始浓度为3mg/L,电源电压6V,Na2SO4电解质溶液浓度0.02mol/L,电极间距为4.5cm.三维电极光电催化3h的降解效率比传统二维电极光电催化的降解率提高了25％.     

稀土改性钛基二氧化锡催化电极制备及降解苯酚研究

改性钛基电极以析氧过电位低、副反应少、使用寿命长等优点得到广泛应用.采用钛酸丁脂作为钛源,SnCl4＆#183;5H2O为锡源,掺杂不同Ce量,采用浸渍法制备稀土改性钛基二氧化锡催化电极,用XRD对电极进行表征,同时采用制备的电极进行苯酚降解实验,考察了电流强度、降解时间、pH和电解质浓度对降解率的影响.稀土改性电极表面呈纳米结构,苯酚降解率随电流强度、降解时间、电解质浓度增加而升高,随pH值增大先增加后降低,实验条件下苯酚降解率可达到90％;通过实验数据得到了降解率的关联式,计算值与实验值吻合较好,误差在＆#177;10％范围内.     

三种新型电极处理含铵废水的研究

在用电解法处理废水时,电极材料是影响废水处理的重要因素。本研究以硼掺杂金刚石薄膜（BDD电极）、钛阳极（DSA电极）、PbO2/Ti电极为阳极,采用电解的方法对含铵根离子废水（包括含氯离子及不含氯离子两种）进行实验。实验数据表明BDD电极、DSA电极的处理效果优于PbO2/Ti电极.     

电镀金刚石工艺的研究

研究了电镀金刚石的工艺条件，实验表明：采用所给定的电镀工艺条件，可获得金刚石含量为9％－11％的优质复合电镀层，其层内金刚石微粒分布均匀，镀层沉积速度为20μm/h，结合力好，经400℃保温1h后，水冷镀层不掉皮，锤南金刚石微粒不脱落，完全适用于超声波条件下的加工。     

乙醇钛的绿色电化学合成研究

采用直接电化学法合成乙醇钛,采用激光拉曼光谱对产物进行了表征,详细探讨了电解时间、电流密度、支持电解质浓度、电解液温度以及电极间距对槽电压、电流效率、产物收率和时空产率的影响.实验结果表明:当反应温度为60℃,电极间距为0.6 cm,电流密度为0.004 A/cm2,支持电解质质量浓度为62.9×10-4g/mL,电解时间为9 h时,可以得到最佳的电解效果,此时电流效率和产物收率均在90%以上.实验结果还表明该方法具有绿色无污染,电流效率及收率高等优点,是一种前景广阔的乙醇钛合成方法.     

电沉积Ni—W—B—SiC合镀层初探

利用正交法研究了影响电沉积Ｎｉ－Ｂ－ＳｉＣ复合镀层成分的主要因素,确定了最佳镀液组成的工艺参数;探讨了Ｎｉ－Ｗ－Ｂ－ＳｉＣ复合镀层的组织及结构,结果表明镀液组成对复合镀层的表面形貌影响不大;相反,工艺条件对其影响较大;Ｘ射线衍射表明,当镀层中Ｂ的质量分数为２％时,镀层为晶态结构;当Ｂ的质量分数在２％￣３％时为混晶态;当Ｂ的质量分类大于３％时为非晶态结构。     

PbO2-SPE组合电极的制备及电氧化制烟酸的研究

在一定温度和压力下,将电极材料与离子交换膜制成一体,形成膜组合电极,即PbO2-SPE组合电极.将其应用于3-甲基吡啶电氧化制烟酸的研究中,通过循环伏安、极化曲线、开路电位和电解实验,表明该电极对电氧化反应有一定的催化活性.通过改变3-甲基吡啶和硫酸浓度,证明3-甲基吡啶在PbO2-SPE组合电极上的电氧化选择性和电流效率与反应物浓度、硫酸浓度和阳极电位有关.     

脉冲电沉积Ni-P合金析氢电极的研究

研究了双脉冲电沉积法制备Ni-P阴极的工艺,以及在这些电极上析氢的催化活性.实验结果表明在合适的脉冲参数下,用双脉冲电沉积法制备的Ni-P合金电极比用直流电沉积法制备的有更高的析氢催化活性;通过改变电沉积参数,制备了磷含量在质量分数5.8%～10.0%的各种电极,其中磷含量在质量分数6.0%左右的Ni-P合金电极具有优良的析氢催化性能,采用EDXRF、XRD及SEM方法研究了Ni-P合金镀层的成分和组织结构,探讨了Ni-P合金电极的催化析氢活性与其组织结构的关系.     

铁镍合金异常共沉积的旋转环盘电极研究

应用旋转环盘电极研究了Fe-Ni合金的电沉积过程,通过镀层动电位或恒电流溶解时盘,环电流的测量,可以求得镀层成份、电流效率与极化曲线。实验结果证实在Fe-Ni合金沉积过程中Fe~(2+)的沉积被活化,而Ni~(2+)的沉积被阻碍。讨论了铁镍合金异常共沉积的机理。     

锂离子电池中电沉积锡镍合金电极的嵌锂性能

为获得具有更高比容量的锂离子电池负极材料,通过电沉积方法制备了Sn—Ni合金电极．对合金镀层组成与形貌进行了表征,测试了电极的电化学性能．电沉积Sn—Ni合金电极是Ni,Sn2和Sn复合电极,电极中Sn与Ni的摩尔比为1：1．15,电极首次放电容量可达500mAh／g,库仑效率88％,前10次循环库仑效率都在98％以上,50次循环时放电容量仍可达350mAh／g,库仑效率在94％以上．循环伏安和微分容量曲线都表明,多次循环后的电极完全表现出电沉积Sn电极的特征．扫描电镜照片表明,循环后的Sn—Ni合金电极发生了严重的膨胀和破裂．     

ChCl-Urea低共熔溶剂中Ni-P合金的电沉积行为研究

以氯化胆碱-尿素(ChCl-Urea)低共熔溶剂为基础液,电沉积制备Ni-P合金镀层。采用循环伏安和计时电流技术对Ni-P合金镀层的电沉积机理进行研究,使用扫描电子显微镜(SEM/EDS)和X射线衍射(XRD)对镀层的微观形貌、元素组成和物相组成进行表征,利用动电位极化曲线对镀层的耐腐蚀性能进行分析。结果表明,Ni-P合金镀层在ChCl-Urea-NiCl₂-NaH₂PO₂低共熔溶剂中的电沉积过程是受扩散步骤控制的不可逆过程,且成核机理为三维连续成核,该体系下可制得光亮、平滑、致密的镀层。