通过光电化反应由苯合成苯酚

本文介绍了在光激发的n型半导体ZnO光电极上,通过光电化反应,由苯一步合成苯酚的研究工作。首先,采用ZnO粉末悬浮在水中,通过光催化反应,观察由苯一步合成苯酚的情况,当氧气在水中呈饱和状态,则合成苯酚的量子收率大约7％。然后,采用n型半导体ZnO光电极通过光电化反应,在ZnO光电阳极上,得到苯酚。当用氮气饱和时,苯酚的量子收率为43％,而当用氧气饱和时,苯酚的量子收率则为64％左右。

新型电化学反应器降解苯酚废水的研究

以自制钛基PbO_(2)电极为阳极,以碳纤维管为阴极成功开发了一种基于电磁感应无线供电技术的微型电解池填充式电化学反应器,从电解质浓度、pH值和输入电压等等方面探究了新型电化学反应器对苯酚废水的最佳降解条件,当电解质浓度为0.012 5 mol/L,pH值为5,输入电压为8 V时进行降解100 min,苯酚降解率可达92%,处理效果最佳。与传统平板式电化学反应器相比具有明显优势。

电化学反应器在有机废水处理中的应用

在处理废水方面,电化学氧化技术相较于其他方法拥有诸多优势,是典型的“环境友好”技术。此外,在处理生物难降解物质方面,具有较好的降解效果。电化学反应器作为电化学氧化技术的核心部分,其结构和特点对整个处理过程至关重要。介绍了不同类型电化学反应器的结构特点,综述了各种类型的电化学反应器在处理工业废水、生活污水等有机污水方面的研究进展和实际应用情况。

电化学置换反应制备Nb_(2)CT_(x)负载低Pt催化剂及其在酸性和中性介质中析氢性能研究

降低催化剂中贵金属Pt含量是构建高性能析氢反应(Hydrogen evolution reaction,HER)电催化剂的关键。通过电化学沉积法将Cu纳米修饰到二维Nb_(2)CT_(x)表面,然后利用电化学置换反应制备得到二维Nb_(2)CT_(x)负载Pt纳米颗粒(PtNP/Nb_(2)CT_(x))催化剂。采用SEM、XRD和XPS等手段对所得催化剂的形貌、结构及组成进行表征,并研究了PtNP/Nb_(2)CT_(x)催化剂在酸性和中性介质中的电催化HER性能。结果表明,在10 m A·cm^(-2)电流密度下,PtNP/Nb_(2)CT_(x)催化剂在0.5 mol·L^(-1)H2SO4和1.0 mol·L^(-1)PBS电解液中的过电压分别为38 m V和146 m V,Tafel斜率分别为42和64 m V·dec^(-1);在0.5 mol·L^(-1)H2SO4中,过电压为50 m V下,催化剂的质量活性和转换频率值分别为36.5 A·mgPt^(-1)和11.5 s^(-1);在1.0 mol·L^(-1)PBS中,过电压为100 m V下,催化剂质量活性和转换频率分别为4.1 A·mgPt^(-1)和4.2 s^(-1),PtNP/Nb_(2)CT_(x)催化剂表现出优异的HER活性。最后在电流密度为10 m A·cm^(-2)下,0.5 mol·L^(-1)H2SO4和1.0 mol·L^(-1)PBS电解液中通过计时电流法进行5 h的稳定性测试,该催化剂均表现出良好的稳定性。该催化剂的成功合成为制备低Pt含量高性能电催化析氢材料提供了新的思路和研究方法。

电解水阳极析氧替代反应及高效催化剂研究进展

开发先进的电解水制氢技术,推动制氢产业规模化发展,是缓解当前能源危机和环境污染的有效途径.当前发展的电解水制氢技术存在析氧反应(OER)动力学缓慢、能耗高、O2附加值低、活性氧物种降解隔膜等问题,限制了电解水制氢的大规模应用.对电解水系统进行反应设计,以热力学上更易发生的阳极反应替代能垒较高的OER,降低过程能耗的同时,得到高附加值的氧化产品,具有显著的经济效益和发展潜力.本文系统综述了牺牲剂氧化反应(Sacrificial agent oxidation reaction,SAOR)和电化学合成反应(Electrochemical synthesis reaction,ESR)在OER替代研究中的最新进展,对这两大类替代反应进行了分类,重点讨论了它们的氧化机制、适用的非贵金属基催化剂及相应的调制策略.此外,对开发高性能催化剂助力低能耗混合电解水制氢系统可能面临的挑战和未来的发展方向进行了展望.

电化学膜生物反应器处理污水性能提升策略及研究现状

针对膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)处理污水时存在脱氮效果差、运行能耗高和膜污染严重问题以及微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)存在出水质量差、所产电能未被有效利用的技术缺陷,电化学膜生物反应器(electrochemistry membrane bioreactor,EMBR)耦合MBR和MFC处理技术,可弥补两者技术缺点,能够实现高效去除污染物的同时减缓膜污染,具有广阔的应用前景。根据EMBR结构特点进行分类;从组成材料选取和运行参数优化角度重点阐述提升EMBR污水处理性能的策略;并从污染物去除、产电性能和膜污染减缓方面详细阐述了EMBR在污水处理中的研究现状;最后指出EMBR处理污水存在的问题及不足,并从新材料的开发与使用、装置规模、膜污染减缓机制、微生物群落结构组成及代谢机理等方面提出建议和展望,以期为EMBR处理技术实现规模化应用提供科学依据。

基于3D打印和丝网印刷制作的电化学微流控反应器及其在DNA四面体上的应用

为了能够实现快速、低成本的制作电化学微流控反应器,并将其用于电化学合成DNA四面体,利用纳米材料结合丝网印刷技术构建低成本的pH敏感电极,利用3D打印技术制作牺牲层管道以及框架结构用于快速构建带有盐桥的微反应池,并开发了微型恒电位控制电路。实验结果表明,基于TiO2与Co3O4的丝网印刷pH敏感电极可以对2~12的pH值进行敏感测量,并且可以通过在其与Ag/AgCl电极之间施加恒电位逆向调控溶液的pH值。将基于3D打印结合丝网印刷制作的电化学微流控反应器搭配微型恒电位控制电路用于电化学合成DNA四面体。实验结果表明,该系统可合成不同碱基长度20 bp、26 bp、37 bp的DNA四面体,时间为6 min,相比于传统热法合成DNA四面体需要30 min,时间大为缩短。该种制作工艺可应用于电化学合成DNA四面体,并具有微型化、集成化、低成本制作电化学微流控反应器的发展潜力。

三维电极电化学反应器对有机废水的降解研究

本文提出一种基于三维电极电化学反应器处理有机废水的新技术 ,结果表明 :该反应器能有效地去除苯胺 ,但其去除率受外加电压、溶液中Fe2 +的浓度、pH值及处理时间 (t)的影响较大 .该项技术处理有机废水效果明显 ,主要是基于电致过氧化氢 ,在Fe2 +存在情况下迅速生成对有机物有很强氧化作用的羟基自由基 .

流化床电化学反应器研究进展

流化床电化学反应器是一种三维颗粒电极反应器,以其比表面积大、传质速率高而备受关注。就流化床电化学反应器在导电机理、数学模型、结构放大以及应用领域的研究现状和进展进行了综述,阐明了该类反应器开发、设计和模型化方面存在的问题,并提出了研究方向。

Sm^(3+)对甲醇电化学氧化反应的助催化作用

分别以相同面积的光滑 Pt电极和吸附了 Sm3+ 的铂电极作为工作电极 ,在酸性介质中采用循环伏安法对甲醇氧化进行测定 .结果表明 ,吸附了 Sm3+ 的 Pt电极上产生了更大的氧化电流 ,表明 Sm3+ 的加入对甲醇的电催化氧化起到了促进作用 .这一研究结果在直接甲醇燃料电池 ( DMFC)

固定床电化学反应器研究(Ⅱ)硝基苯电化学还原制备对氨基苯酚

研究了在固定床电化学反应器内硝基苯电化学还原制备对氨基苯酚的过程.采用文献[7,8]建立的固定床电化学反应器模型对该反应过程进行了反应器设计.实验测得该反应的摩尔选择性β≥80%,电流效率η_i≥75%,反应器表观电流密度i≥1500A/m^2.本研究为固定床电化学反应器内硝基苯电化学还原制备对氨基苯酚过程工业化奠定了重要的理论基础.

固定床电化学反应器处理含铜废水研究

采用一维反应器模型设计的固定床电化学反应器，对模拟含铜离子废水的处理进行了研究。实验表明，该反应器可用于处理含低铜离子废水，处理后既可回收有用Ｃｕ，又可使废水达到国家排放标准（≤１０－６）。讨论了Ｃｕ２＋的进口浓度、操作温度、操作电压、流体流速、处理液电导率及反应器填充材料对处理过程的影响。依据实验室的操作对该处理过程进行了初步经济估价。

固定床电化学反应器研究(Ⅰ)床层内电势分布的实验测定

建立了测定固定床电化学反应器床层内电势分布的实验装置,由计算机采样测定了床层内的电势分布,并将实验结果与文献中的模型计算结果进行了比较,证明了文献所建立的反应器模型和模型方程求解方法的正确性.在不同操作模式下用实验方法考察了各因素对床层内电势分布的影响.

电化学反应器对水中离子去除转化的试验研究

为了开发一种设备简单，操作容易，功能多，成本低的水和废水处理工艺，利用以铁板为电极，按混合联结的电化学反应器处理废水。结果表明，对ｐＨ值为３～６的水可中和至７，硬度可降低４５．５％左右，水中阴离子ＳＯ２－４及Ｃｌ－的去除率分别达４８．６％和１７．８％，重金属总Ｃｒ、Ｈｇ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ｃｄ的去除率分别达２５．７％，５９．５％，５７．４％，７９．８％和１００％。该电化学反应器特别适用于乡镇企业或其它小水量用户。

板框式电化学反应器流动规律及对反应的影响

对自行设计制造的两类不同结构的板框式电化学反应器,通过流体停留时间分布测定,求得流动模型参数。结果表明,一类接近于理想置换流,一类接近于理想混合流。在该两类反应器中,分别研究了流动对硝基苯电还原制对氨基苯酚和Cr(Ⅲ)电氧化制Cr(Ⅵ)的影响规律,得到最佳流动条件下,两反应的电流效率分别为78%和91%,均高于文献报道值。

硒-铁蛋白电化学反应器储存含磷化合物的研究

由透析袋、硒 -铁蛋白、恒流泵、电导仪、磁力搅拌器及电化学系统等构成硒 -铁蛋白电化学反应器。该反应器可储存流动水体中微量含磷化合物于铁蛋白的蛋白壳内,其储存量高低与流动水体中的含磷化合物含量成正比关系。经硒改造后的硒 -铁蛋白能提高有机磷农药的储存量,其储存能力与铁蛋白种类无关,可能与铁蛋白自身构象有关。

基于电化学振荡反应的蔷薇科果实类药材快速鉴别

目的:利用中药材对电化学振荡反应的干扰,建立蔷薇科果实类药材的快速鉴别方法。方法:采用H2SO4-Ce(SO4)2-CH2(COOH)2-KBrO3电化学振荡体系,考察蔷薇科果实类药材对电化学振荡体系干扰所形成的谱图和特征参数。结果:5种药材的电化学指纹图谱直观表现出明显的区分性;图谱的特征参数在振荡寿命上存在显著性差异。结论:蔷薇科5种果实类药材对电化学振荡反应影响所呈现的指纹图谱可用于这些药材的鉴别;本鉴别方法简便、快速、经济、可靠。

扩散控制下固定床电化学反应器研究（Ⅱ）实验研究

通过实验测定了扩散控制条件下固定床电化学反应器床层内的电势分布，实验结果同电势分布模型的计算结果吻合，从而通过实验验证了本文（Ｉ）所建立的电势分布模型的正确性。

电化学反应器去除硫化氢废气实验研究

采用电化学反应器对去除硫化氢废气进行了实验研究.反应器由5对网状电极叠加组成,电极材料为RuO2/Ti,两相邻电极板间距为5 mm,电解质为一定浓度的氯化钠溶液.硫化氢气体从反应器底部通过鼓泡进入反应器.实验考察了电流密度、气体停留时间等不同因素对硫化氢去除率的影响.研究发现硫化氢通过反应器后能够被有效的降解,当电流密度为0.14 A/cm2气体流量为2000 mL/min时,硫化氢废气的去除率可达70%左右.反应的最终产物主要为单质硫和硫酸根离子.

填充床电化学反应器处理甲基橙废水影响因素研究

采用活性炭(AC)填充型电化学反应器模拟甲基橙废水进行实验研究,分析不同阳极类型对甲基橙废水色度和化学需氧量(COD)去除效率的影响.实验结果显示,PbO2/Ti阳极较RuO2/Ti、IrO2-Ta2O5/Ti阳极对甲基橙废水具有更好的脱色及COD降解效率,经150min电催化氧化,色度及COD去除率分别可达98.14%和54.22%.在此基础上,采用单因素实验方法,研究甲基橙初始浓度、电解质质量浓度及电流密度对甲基橙废水电催化氧化效率的影响,并计算不同电流密度下体系的电流效率(ACE)及能耗(Esp).结果表明,在甲基橙初始浓度200mg/L,电解质质量浓度3%,电流密度30A/m2时,色度及COD去除率最高达98.89%和55.28%,ACE最高为65.86%,能耗最低为COD:11.19kWh/kg.