沿[111]方向择优生长Pt/Ti电极制备及析氯电催化活性

针对目前低浓度氯化钠电解过程中存在的氧化物尺寸稳定阳极(DSA)使用寿命短以及Pt电极使用量高的问题, 本研究通过磁控溅射法制备了具有沿[111]方向择优生长的Pt/Ti电极。SEM结果显示, 磁控Pt表面平整, 分散均匀, 粒度大小为10 nm; 通过XPS表征, 未见到基体Ti的特征峰, 说明其表面覆盖度好。电化学循环伏安曲线(CV)显示, 磁控Pt的电化学面积最小, 仅为1.08 cm², 接近电极表观面积; 磁控Pt氧区吸附电量和氢区吸附电量的比仅为0.83, 说明其对氧吸附能力较差, 不利于发生析氧反应。在单位电化学面积上, 当电极电势为1.6 V时, 磁控Pt的析氯电流达到0.085 A/cm², 分别是电沉积Pt和热分解Pt的3.27和49.0倍, 说明磁控Pt单位活性位点上具有很高的析氯反应活性。在此基础上, 进一步研究表明磁控Pt电极析氯反应的Tafel斜率为44.3 mV/dec, 其析氯反应机理符合Volmer-Heyrovsky机理, 速控步骤为电化学复合脱附步骤。     

酸性氧化电位水制备新工艺

对EOW制备工艺中离子膜类型、电解方式和碱性水回流3个方面进行了考察,发现利用均相阴离子交换膜代替均相阳离子交换膜,可以有效地提高电解效率,原因在于阴离子膜可以有效地阻止H 的反渗透;采用阴、阳电解槽同时加入电解质溶液并采用阴离子膜的电解方式最优;当回流比在40%～60%时可以得到合格的EOW,回流比为80%时得到EOW的pH值超出范围;回流比对EOW的ORP值和ACC值影响不大.设计了EOW制备的新工艺,提高了制备效率和电极使用寿命,减少了碱性水的排放.     

二氧化钛纳米管阵列制备和光催化降解甲基橙

采用电化学阳极氧化的方法,以氟化铵水溶液为电解液,在纯钛表面制备了TiO2纳米管阵列。以甲基橙为模拟污染物,考察了TiO2纳米管阵列光催化降解效果。结果表明,TiO2纳米管阵列催化降解效果要好于TiO2薄膜电极,60、120和180 min时,降解率分别为56%、88%和100%;而TiO2薄膜电极的降解率分别为43%、76%和91%。在此基础上,考察了阳极氧化电压、氧化时间和焙烧温度对阳极氧化过程的影响规律。结果表明,阳极氧化电压在10～25 V,氧化时间在1～2 h,焙烧温度在500℃时所制备的TiO2纳米管阵列光催化降解性能最好。     

中性氧化电解水杀菌剂制备新工艺及杀菌作用

研究利用单室型电解槽制备新型杀菌剂--中性氧化电解水(NEOW)的新工艺.研究了盐酸浓度、电解时间和电流密度对NEOW性能的影响,确定最佳的工艺条件:最佳盐酸浓度为0.6～1.0 mmol/L,电解时间为30～50 min,电流密度为100～110 mA/cm2.该条件下得到NEOW的pH值在6～8之间,接近中性,易于接受,减少了对金属的腐蚀;ORP值在600～800mV之间,具有一定的氧化电位,起到物理杀菌作用;ACC值在110～190mg/L之间,具有高效的化学杀菌作用.     

氧化电解水杀菌特性及其对肉品杀菌作用

利用自制三室型电解槽制备酸性氧化电位水(EOW),并对自制的钽铱氧化物电极进行了XRD、SEM和电化学分析。以枯草杆菌黑色变种芽孢（ATCC9372）为杀灭对象,考察影响EOW杀菌作用的三个特性因素,即有效氯(ACC)、氧化还原电位(ORP)和pH值。结果表明,利用自制三室型电解槽制备氧化电解水(EOW),对自制铱氧化物电极进行了XRD、SEM表征和电化学分析。以枯草杆菌黑色变种芽孢（ATCC9372）为杀灭对象,考察了影响EOW杀菌作用的3个因素,即有效氯(ACC)、氧化还原电位(ORP)和pH值。结果表明,ACC值越高,EOW的杀菌效率越高,当ACC值大于40 mg.L^-1时,杀菌效率进一步提高缓慢,最大杀菌率为99.89%,杀灭对数值为2.67lgcfu.ml^-1。EOW中有效氯存在形式以HClO为主,这也是EOW具有高效杀菌作用的原因。随ORP值增加,杀菌效率也随之增加,但当其大于1100 mV后,杀菌率和杀灭对数值进一步增加较少,可分别达到99.99%和3.86lgcfu.ml^-1。pH值本身对杀菌效率影响很小,但pH值改变会影响有效氯的存在形式。考察了EOW对肉品的杀菌效果,结果表明当EOW与肉品接触后,其ACC值、ORP值会迅速下降,1 min后分别由78.60 mg.L^-1和1132mV降低到47.35 mg.L^-1和935 mV;25 min后降低至11 mg.L^-1和815 mV,此时EOW已失去高效杀菌能力。EOW对肉品杀菌20 min后,杀菌率为99.96%,杀灭对数值为3.42lgcfu.g^-1。     

中性氧化电位水的制备和高效杀菌作用

利用离子膜电解槽制备了一种新型消毒剂——中性氧化电位水(NEOW),研究了阴、阳极体积比、电解时间和电流密度对NEOW性能的影响,确定最佳工艺条件为阴、阳极体积为0.33～0.50,电解时间为5～25 min和电流密度为20～50mA/cm2。在此基础上,设计连续式中性氧化电位水生成机新工艺,可以高效制备出NEOW。此外,还研究了NEOW对枯草杆菌黑色变种芽孢(ATCC9372)和大肠杆菌(8099)的杀菌效果。结果表明,当杀菌时间为1 min时,对大肠杆菌的杀灭对数值大于8.34 lgCFU/mL;杀菌时间为25 min时,对枯草杆菌黑色变种芽孢的杀灭对数值为4.10 lgCFU/mL。所以,NEOW是一种高效、快速、环保的新型消毒剂,其pH接近中性,可以减少对金属的腐蚀,能更广泛应用在医药和食品等行业中。     

基于双波长紫外吸收的乳脂肪快速测定

为便于实施对乳品加工中乳品及管路残留乳脂肪含量的全面监控,建立一种基于双波长紫外吸收的乳脂肪快速定量方法。采用萃取-沉淀操作采集液态乳或加工管壁样本中的乳脂肪并直接测定204 nm和230 nm 2 个波长处的吸光度,再基于吸光度差ΔA204 nm－230 nm和乳脂肪标准曲线方程可确定样本中的乳脂肪含量。对于液态乳品样本,该方法的变异系数不大于3%,回收率在95.6%～102.9%之间,并可有效避免乳品热处理差异的干扰。此外,该方法也可成功用于不同加工条件下乳品加工管路中乳脂肪管壁残留量的测定。     

二氧化钛纳米管阵列制备和光催化降解亚甲基蓝

采用电化学阳极氧化的方法,以氟化铵水溶液为电解液,在纯钛表面制备了TiO2纳米管阵列。以亚甲基蓝为模拟污染物,考察了TiO2纳米管阵列光催化降解效果。结果表明,TiO2纳米管阵列催化降解效果要好于TiO2薄膜电极,当降解时间为1h、2h、3h和4h时,降解率分别为57.84%、86.44%、93.66%和95.72%;而TiO2薄膜电极的降解率分别为50.18%、76.27%、87.31%和91.53%。在此基础上,考察了阳极氧化电压、氧化时间和焙烧温度对阳极氧化过程的影响规律。结果表明,阳极氧化电压在25V,氧化时间在1h,焙烧温度在500℃时所制备的TiO2纳米管阵列的光催化降解性能最好。     

棒状C60/TiO2纳米复合材料的制备及其光催化性能

以商业TiO2(P25)为原料,通过水热法制备了棒状锐钛矿型TiO2,再利用化学吸附作用将C60与TiO2复合得到棒状C60/TiO2纳米复合材料。采用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、Raman光谱、紫外可见漫反射光谱对样品进行表征,以罗丹明B(RhB)为探针分子在紫外光下考察了C60/TiO2纳米复合材料的光催化活性。结果表明:少量C60的引入可明显提高棒状TiO2的光催化活性,且1.0%C60/TiO2纳米复合材料的光催化活性最高,优于单纯的棒状TiO2和商业P25,其原因是由于C60具有良好的接受和传导电子性能,降低了TiO2光生电子–空穴的复合机率,进而提高了光催化活性。     

无溶剂下负载离子液体催化合成碳酸丙烯酯

研究了在无溶剂条件下,利用负载型离子液体催化二氧化碳和环氧丙烷合成碳酸丙烯酯的反应.在4 MPa、130℃反应2 h后,BMImBF4离子液体催化活性要远大于Ⅺ的催化活性.BMImBF4/SiO2负载型离子液体的催化活性要略低于BMImBF4离子液体,但负载后更有利于反应产物的分离.并研究了反应时间、反应压力和反应温度对碳酸丙烯酯产率和选择性的影响.