二维NiFe-N_(x)-C催化剂的制备及电催化二氧化碳还原性能研究

为降低碳基催化剂Ni-N位点上CO_(2)的活化能垒,并解决Fe-N位点上的CO中毒问题,以NaCl为模板,采用限制溶剂生长和热解法合成了具有NiFe-Nx双活性位点的超薄二维碳基催化剂(ZNF-900)。结果显示:ZNF-900具有超高的电催化CO_(2)还原生成CO的选择性(FECO>97%)和电流密度(j_(CO)=37.3 mA·cm^(-2))。通过XPS、Raman等表征和EIS、Tafel斜率等电化学分析方法,证明Ni和Fe之间存在协同促进作用,从而促进了催化剂表面CO_(2)分子的吸附和CO产物的脱附。

稀土离子掺杂调控MIL-101的电子结构促进电催化氮还原反应

电催化氮还原反应(electrocatalytic nitrogen reduction reaction,eNRR)被认为是在环境条件下生产低浓度NH_(3)/NH_(4)^(+)的有效策略,而设计合适的催化剂是高效驱动eNRR的关键。本研究采用水热法制备MIL-101催化剂,研究水热温度和Gd元素掺杂对MIL-101催化剂e NRR性能的影响。结果表明:150-MIL-101具有最高的结晶度及e NRR性能(氨产率为11.5μg/(h·mg),法拉第效率为30.5%)。MIL-101-0.5Gd表面下凹,暴露了内部粗糙孔结构,催化剂表观活性提高,同时氧空位浓度的增加可优化催化剂的特性活性,其在0.1mol/L LiClO_(4)电解质、-1.3 V电位下的氨产率和法拉第效率分别为16.7μg/(h·mg)和37.6%,优于无掺杂150-MIL-101,且催化剂具有较好的长期稳定性。

电催化CO_(2)还原生成C_(2)^(+)产物研究进展

综述了电催化还原CO_(2)(CO_(2)RR)生成C_(2)^(+)产物的最新研究进展,包括CO_(2)RR生成乙醇、乙烯、乙烷以及乙酸等产物的相关研究。深入探讨了催化剂的组成和结构对反应活性、产物选择性和稳定性的影响,并对相关催化剂的作用机理进行了详细阐述。最后,总结了该领域面临的挑战,并从提高催化剂性能、优化反应条件和深化机理理解等角度提出了展望。

铜基催化剂电催化还原CO_(2)制乙醇最新研究进展

CO_(2)电催化还原技术在能源转换和温室气体减排中具有重要应用潜力。如何获得高电流密度、高选择性的目标产物,尤其是多碳产物,成为该领域的难点和热点。本文综述了铜基催化剂在电催化还原CO_(2)制乙醇领域的最新研究进展,包括CO_(2)电催化制乙醇的最高性能水平、催化剂材料的改性策略、电解工艺创新、电极稳定性调控、反应机理等。特别关注了那些能够达到工业应用电流密度且乙醇选择性较高的铜基催化剂的设计、合成和应用。讨论了影响铜基催化剂性能的关键因素,如催化剂的价态、催化剂性能衰减以及电极稳定性等。最后,展望了铜基催化剂在CO_(2)电催化还原制乙醇领域的未来研究方向,包括提高催化效率、稳定性和工艺放大研究。本文旨在为电催化CO_(2)还原制乙醇高效催化体系的研发和工业化可行性提供参考和建议。

硝基苯电还原制备对氨基苯酚工艺过程

采用固定床电解槽还原硝基苯制备对氨基苯酚,并对其工艺条件进行了优化。以铜网组成固定床电解槽阴极,镀铱钛网(DSA)作为阳极,在电流密度为1000A.m-2,阴极电解槽内流速为4.28cm.s-1,铜网厚度为10mm,温度为85℃条件下,硝基苯还原的电流效率接近100%,对氨基苯酚的选择性可达到83%。电解液可循环套用5次,硫酸和氨水的消耗量降至原来的25%,硫酸铵和废水的排放量也减少了75%。采用扩散渗析法回收废弃电解液中的硫酸,以APS为阴离子交换膜,模拟液的流量为0.01ml.min-1、温度为20℃时,酸回收率达到61%,且对氨基苯酚和苯胺的透过率分别仅为1.4%和1.6%。

电合成对氯苯胺

在以螺旋状的铂丝为阳极、螺旋状的铜丝为阴极的无隔膜电解池中,考察了乙醇为溶剂时,4-氯硝基苯质量浓度、电流密度、温度、盐酸浓度对电解还原4-氯硝基苯合成对氯苯胺产率的影响。结果表明,在最佳实验条件,即ρ(C6H4C lNO2)=14.0 g.L-1,c(HC l)=1.0 mol.L-1,电流密度600 A.m-2,温度70℃下电解后,对氯苯胺的产率达84.60%,电流效率67.7%。

间接电化学还原染色媒介体系对比研究

以玻碳电极为工作电极,比较了Fe(Ⅲ)-草酸-葡萄糖酸钙与Fe(Ⅲ)-TEA-葡萄糖酸钙媒介体系的循环伏安曲线,探讨了体系的氧化还原性.Fe(Ⅲ)-草酸在碱性条件下不能稳定存在,但在加入葡萄糖酸钙(DGL)后,Fe(Ⅲ)-草酸在pH≥13的强碱性条件下依然能稳定存在,2种体系都表现出受扩散控制的准可逆反应过程.当n(草酸)∶n(Fe3+)∶n(DGL)=2∶1∶1时,电解30 min氧化还原电位能达到-1 019.2 mV.2种体系的染色效果(K/S及CIELab)都与传统保险粉染色效果相当.

水溶性介质中CO_2电催化还原研究进展

介绍了在水溶性介质中利用电化学催化的方法还原CO2的研究现状:电催化还原机理、电极材料催化剂的分类和选择;综述了温度、电流密度以及压力等对还原选择性和法拉第效率的影响;展望了CO2电催化还原方法的研究方向和应用前景。

阴极冷却固定床反应器电合成乙醛酸

以过饱和草酸水溶液为阴极液,盐酸溶液为阳极液,在阴极冷却固定床电化学反应器内草酸电解合成乙醛酸。考察了电流密度、电极和电解液温度、阴极材料对合成乙醛酸时空产率和电流效率的影响。结果表明,阴极冷却固定床反应器是一种较理想的反应器,用石墨板作阳极,铅作阴极,电流密度为400.5A/m2,阴极空速u0=0.505m/s,电解温度为20℃左右时,电解1.5h,在阴极可得到质量分数为5.45%的乙醛酸溶液,平均时空产率可达0.12kg/dm3·h以上。

金属离子诱导富含缺陷的二维碳基材料的构筑及其电催化制双氧水性能研究

二维碳基材料具有特殊的电荷传输通道和高效传质界面,是气-液-固三相电催化系统中优异的反应界面。提出了一种新颖的、可方便有效地实现二维碳材料构建的钠离子封端策略,在此基础上通过缺陷羰基化方法将丰富的不饱和含氧基团接枝到二维碳表面。结果表明,最终的产物在H型电解池中表现出高达90%的过氧化氢电催化选择性和270 mmol/(g_(catalyst)·h)的实际过氧化氢生产速率。该研究不仅为二维碳基结构的设计提供了一个新的方法,而且为富含不饱和含氧基团的二维碳在要求快速反应扩散和高密度活性位的气液固三相电催化系统中的应用提供了策略。

利用电化学方法测定熔渣中Ni^(2+)扩散系数

利用ZrO2(MgO)固体电解质管集成构建Pt,O2(air)|ZrO2作参比电极的可控氧流电解池,采用循环伏安法和计时电流法在1773K下对含3%NiO熔渣中Ni2+的扩散系数进行测定。结果表明,在一定条件下熔渣中Ni2+在Ir电极上的还原是一步还原并受扩散控制的可逆过程;两种方法测得Ni 2+扩散系数值相近且与文献值基本吻合,分别为(8.1±0.2)×10-6和(6.8±1.5)×10-6 cm2/s。因此,可认为采用此电解池装置测定熔渣中Ni 2+的扩散系数是可行的。

电催化二氧化碳还原制备气态产物的研究进展

随着工业化进程的快速推进,CO_(2)排放量预计将持续上升,CO_(2)捕获、储存和再利用受到研究者们的广泛关注。在各类CO_(2)转化技术中,电催化技术因其反应条件温和可控、能耗低、环境污染小等优点,是最有前途的策略之一。近些年来,CO_(2)选择性地转化为气态产物如一氧化碳、合成气、甲烷、乙烯和乙烷已有许多报道。本文对电催化CO_(2)还原生成气体产物的反应机理和催化剂设计策略进行了介绍;对电催化CO_(2)还原进行了总结与展望,包括新型电催化剂、机理研究、外部因素的影响以及级联反应。

金属电极电还原CO_2的研究进展

CO2电还原技术在降低"温室效应"、缓解能源危机及消除密闭环境的CO2等方面都有很重要的意义。综述了金属电极在水溶液、有机溶剂以及熔融体中电还原CO2的研究现况,包括各类金属在电还原CO2过程中所表现出的反应活性以及生成相应产物的反应机理;介绍了电极、温度、压力、电极电位和电解质等因素对金属电极电还原选择性及法拉第电流效率的影响;展望了CO2电还原的未来研究方向及应用前景。

4-氯硝基苯的电辅助微生物转化机制

针对微生物还原降解4-氯硝基苯(4-CNB)缺乏电子供体及过程缓慢的问题,将电辅助引入微生物还原降解过程,构建电辅助微生物系统(EMS);利用电辅助阴极提供低的还原电位、供电子来提升微生物的还原能力,并对4-CNB在EMS中的转化过程进行分析。结果表明:电辅助微生物体系对4-CNB降解速率常数是电催化体系(ECS)和厌氧微生物体系(MS)降解速常数之和的1.18倍。4-CNB在EMS中的还原降解分两步:首先,4-CNB中的硝基在阴极被微生物还原,生成4-氯苯胺(4-CAN)(-0.09 V.vs.SHE);而后4-CAN再还原脱氯生成苯胺(AN)(-0.42 V.vs.SHE),AN在阳极被微生物氧化降解。

烃化补充加热器高压球底组件有限元应力分析与结构优化

在石油化工等领域中,随着烃化补充加热器结构趋于大型化和高工作压力方向发展,烃化补充加热器球底组件结构的应力强度分布和结构设计的合理性有待进一步的验证或优化。文章针对某型烃化补充加热器,应用有限元分析计算方法,计算分析高压球底组件的应力分布,依据JB4732、GB150和GB151国家标准的应力评价规范,进行结构设计合理性评价;针对结构设计上存在的不合理现象,最后应用有限元分析计算方法进行一定的结构优化设计,重新进行结构设计,使换热器的综合性能得到了提高。为企业完善设计规范,提高产品的设计质量和设计效率,降低设计生产制造成本打下了良好基础。

电合成4-氨基4′-氯二苯甲酮的研究

以正交法研究了以4 硝基 4′ 氯二苯甲酮为原料电合成4 氨基 4′ 氯二苯甲酮过程。实验结果表明,以ρ(4 硝基 4′ 氯二苯甲酮)=18 0g/L溶液为原料,与ρ(硫酸钛)=18 0g/L溶液、c(H2SO4)=1 1mol/L硫酸溶液组成电解液,于无隔膜电解池中,在75～80℃、电流密度5A/dm2的条件下,电合成4 氨基 4′ 氯二苯甲酮的收率为82 7%。产物经过高效液相色谱归一法测定,质量分数为99 1%。

铝型材电解着色工艺向环保型工艺转换的研究

铝型材阳极氧化表面处理对环保影响很大,实现表面处理工艺向环保型工艺转换是必然趋势。针对国内众多铝型材企业在Sn-Ni混合盐常用电解着色工艺向环保型Sn盐工艺转换过程中,遇到与原色调存在差异、颜色分布能力较差和条带型分色缺陷明显等问题,根据实验室试验与生产实践经验,分析了问题的根源,并提出了相应的解决办法。

氧化气氛对ZnO电催化CO_(2)还原CO选择性的影响

利用电还原技术将CO_(2)转化为高附加值的化学原料CO气体可以减少碳排放,改善环境。本文研究ZnO催化剂在饱和CO_(2)的KHCO3溶液对CO_(2)还原反应的催化活性,探究催化剂的合成方法和制备条件对催化活性的影响。研究表明,在O_(2)气氛下合成的ZnO对CO_(2)的还原能力优于其他气氛煅烧合成的ZnO,制备的ZnO-3催化剂具有更快的电子传输速率,在-1.2 V(vs.RHE)对CO的选择性最高,法拉第效率可达到84.5%。

Pb—Ag—Ca合金阳极用于电解MnO_2(EMD)的研究

本文初步报道了Pb—Ag—Ca合金阳极用于电解MnO_2(EMD)的实验研究工作,经二周期(一周期为30天)的连续电解,电流密度(i.d)稳定在80～90A/m^2,槽压稳定在2.5V以下,电流效率平均为约90％,所得产品约3Kg作成Ⅰ号电池测得电性能数据如下。(平均值):开路电压为1.76V,短路电流为8.5A。负载为3.9Ω连放时间(从1.64～0.9V)466分,样品均匀率为97.15％。含Pb量经微分脉冲极谱测定为0.4～0.5％。本研究为Pb—Ag—Ca合金阳极用于EMD生产工业化试验提供了实验室数据。