C@Co3O4的制备及电催化耦合电絮凝法除氯研究

目前广泛使用的烟气脱硫技术主要采用石灰石-石膏湿法。该技术会产生大量的高氯废水,使得设备和管道被严重腐蚀。因此,脱硫废水除氯是目前迫切需要解决的问题。采用电催化法除氯时,生成的氯气返溶会生成盐酸和次氯酸,从而腐蚀电催化剂,导致析氯性能下降。因此,开发一种耐腐蚀的新型析氯电催化剂具有重要意义。本文制备了一种碳层包覆四氧化三钴的新型析氯电催化剂(C@Co₃O₄)用于电催化耦合电絮凝法进行除氯。实验结果表明,C@Co₃O₄不仅除氯性能优于形稳性阳极(DSA),而且具有良好的稳定性;电压为5 V时,氯离子的去除率达到95%以上。     

脉冲电沉积制备电控离子分离NiHCF膜电极

采用脉冲电沉积法在石墨基体上制备了铁氰化镍膜(NiHCF膜).通过循环伏安法考察了不同脉冲参数(脉冲电压、脉冲周期、占空比、沉积次数)条件下制备的石墨基NiHCF膜电极的离子交换容量,并通过SEM和XPS分析了膜的表面形貌与组成.结果表明:脉冲电压0.3 V(vs SCE)、脉冲周期0.6 s、占空比为50%时沉积得到的NiHCF膜均匀致密,且具有较大的离子交换容量和良好的稳定性.脉冲电沉积法可用于制备性能优良的电化学控制离子分离膜电极.     

炭纸/石墨基体NiHCF膜的碱金属离子分离性能

采用毛细化学沉积法在炭纸/石墨颗粒复合导电基体的微孔通道内合成铁氰化镍(Nickel hexacyanoferrate,NiHCF)薄膜,并考察了膜电极在碱金属溶液中的电控离子交换性能.通过扫描电子显微镜、能量色散谱、X射线光电子能谱、红外分子吸收光谱等分析了复合薄膜电极的表面形貌及组成;利用离子色谱检测了再生液中碱金属离子浓度变化;应用循环伏安法在1 mol · L~(-1) KNO_3/C_sNO_3溶液中考察了膜电极的离子交换容量、循环寿命与再生能力.结果表明:炭纸/石墨复合基体具有三维多孔结构特征,复合基体NiHCF膜电极具有大的离子交换容量、低的扩散阻力、良好的循环稳定性与再生能力,可用于碱金属离子的选择性分离.     

碳纤维/石墨基电控离子分离NiHCF膜电极制备与表征

在碳纤维/石墨基体上通过毛细化学沉积法制备出具有高离子交换容量与高稳定性的铁氰化镍(nickel hexacyanoferrate,NiHCF)薄膜电极.采用循环伏安法考察了在石墨颗粒粒径100μm、PTFE含量0.05g/g石墨、乙醇量4ml/g石墨、制膜液浓度0.1mol/L(含1.07mol/L乙醇)条件下得到碳纤维/石墨基膜电极的离子交换容量、循环寿命与再生能力;并通过SEM、XPS分析了膜电极表面形貌、组成.研究结果表明,此多孔石墨基体电极比表面积大,沉积得到的NiHCF膜具有较大的离子分离能力、良好的循环稳定性与再生能力,可用于电化学控制离子分离(electrochemically controlled ion separation, ECIS)过程.     

电活性镍钴双金属氧化物高选择性去除/回收水中磷酸盐离子

磷是植物体生长的重要营养素,也是引发水体富营养化的重要因素,因此废水中磷酸盐的去除与回收均至关重要。本研究采用单极脉冲电沉积法在炭布上制备镍钴双氢氧化物,并于管式炉中原位焙烧制得镍钴双金属氧化物(NiCo-Layered Double Oxide,NiCo-LDO),将其用于电控离子交换(Electrochemically Switched Ion Exchange,ESIX)过程实现PO₄^3-的去除与回收。实验对比了ESIX与离子交换(Ion Exchange,IX)过程中NiCo-LDO对PO₄^3-的去除性能,并考察了其选择性及循环稳定性。结果表明,在(10.00±0.05) mg/L的PO₄^3-溶液中,ESIX过程中膜对PO₄^3-的离子交换量约为IX的2倍;NiCo-LDO对PO₄^3-具有高选择性,且经过5次循环后,离子交换量仍可达到初始值的92%以上;结合XPS...     

三维膜电极电控离子分离过程离子扩散特性研究

通过阴极电沉积法在石墨芯基体上制备铁氰化镍(NiHCF)薄膜,然后组装为多排石墨芯(MRGC)膜电极系统于1mol/LKNO3溶液中测定其循环伏安(CV)曲线。重点考察了不同电极厚度与间距的MRGC基体NiHCF膜电极CV图的阴阳极峰电位分离情况,以及不同扫描速度下膜电极系统的CV图变化情况。研究结果表明,由于三维MRGC膜电极系统内部离子扩散影响,CV图的峰电位将发生偏移。随着石墨芯间距的增加电极内离子扩散阻力降低,导致CV图阴阳极峰电位差ΔEp将减小;固定石墨芯间距而增加电极厚度时电极内离子扩散阻力增加使ΔEp也随之增加;随着扫描速度的增加内扩散的影响加剧导致ΔEp增加。因此循环伏安图阴阳极峰电位的分离程度可用于三维膜电极内离子扩散的分析。     

电化学控制离子分离（交换）膜的制备、结构与性能

电化学控制离子分离（electrochemically controlled ion separation，ECIS）是一种环境友好的新型膜分离技术，通过电化学方法调节附着在导电基体上的离子交换膜的氧化还原电位来控制离子的置入与释放，从而使溶液中的金属离子得到分离并使膜得到再生。铁氰化镍（NiHCF）是一种结构类似分子筛的无机配位化合物，由于其对碱金属离子的选择性（Cs^＋〉Rb^＋〉K^＋〉Na^＋〉Li^＋）不同可用于分离混合溶液中的碱金属离子，成为电控离子分离膜的首选材料。就ECIS过程机理、NiHCF薄膜的制备-结构-性能关系进行了总结并提出了一些新的研究方向。