Ru-Pd/Sn-Sb/Ti电极性能表征及其在废水处理中的应用

向二氧化钌(RuO2)电极中添加钯(Pd),制作以钌钯氧化物为表层、锡锑氧化物为中间层的型稳阳极(DSA)电极,并将该电极用于硝基苯废水的处理。通过试验确定电极表层的最佳烧结温度为450℃,Ru与Pd的量比n(Ru)∶n(Pd)=0.65∶1,最佳涂层为5层锡锑中间层、18层钌钯表层;对电极的微观分析和电化学测试表明,电极涂层表面晶粒细小且结合紧密,电催化氧化能力较强。对硝基苯废水的处理结果表明,该电极能够有效地去除水中的有机物,且阳极对有机物的降解作用明显。

Pd/Ti电极上2,4,6-三氯酚还原脱氯:条件优化及降解途径

利用电沉积法制备了Pd/Ti电极,用于2,4,6-三氯酚(2,4,6-TCP)的电还原脱氯.采用单因素实验和响应面分析法,探讨了2,4,6-TCP脱氯试验条件;根据实验结果,拟合出了脱氯中各步骤的反应速率常数.结果表明,2,4,6-TCP初始浓度为80mg/L时,优化的脱氯参数为电流为5mA,支持电解质Na2SO4浓度为0.05mol/L,阴极电解液初始pH值为2.40.在优化条件下,2,4,6-TCP在80min内完全脱氯;2,4,6-TCP的还原脱氯符合准一级反应动力学,主要脱氯途径为2,4,6-TCP→2,6-DCP→2-CP→苯酚.

Ti/TiO_2/Pd纳米电极的制备和电催化性能

采用阳极氧化法在纯钛表面生成结构高度有序的二氧化钛纳米管阵列,并通过室温固相反应制备了钯纳米颗粒。采用自组装方法将钯纳米颗粒修饰到Ti/TiO2表面制备了Ti/TiO2/Pd纳米电极。利用电子扫描显微镜、X-射线衍射分析二氧化钛纳米管、钯纳米颗粒和纳米电极的微观结构和表面形貌,并研究了Ti/TiO2/Pd纳米电极对甲醇的电催化性能。结果表明,TiO2纳米管排列整齐有序,Ti/TiO2/Pd电极中Pd纳米颗粒均匀分散在TiO2纳米管表面。电化学测试结果表明,Ti/TiO2/Pd纳米电极对甲醇的电催化氧化过程具有很好的电催化活性。

电沉积法制备Pd-TiO2NTs/Ti电极降解2,4-二氯苯酚的试验研究

氯酚类物质中,2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)是一种广泛存在于自然界中的含氯有机物,具有遗传毒性、致癌性,可能会造成严重的环境问题。目前用于去除2,4-DCP含氯有机污染物的方法均存在一定的缺陷。采用电沉积法将钯(Pd)负载在二氧化钛(TiO2)纳米管上作为阴极,通过Ti片阳极氧化的方式合成TiO2NTs/Ti载体作为阳极,制备了一种新型的载Pd电极Pd-TiO2NTs/Ti,用于2,4-DCP的脱氯,并通过对2,4-DCP进行电催化加氢脱氯试验考察了不同pH值和电流条件下对2,4-DCP的脱氯效果。试验结果表明:在pH值为5、电流为50mA的条件下,经过90min反应,2,4-DCP的脱氯效率达到91.5%,可为实际废水处理中2,4-DCP等氯酚类物质的去除提供新的思路。

表面活性剂-Pd修饰Ti电极的制备及电化学性能表征

通过电沉积法在Ti网表面聚合表面活性剂SDBS和吡咯复合膜,从而制备Pd/PPy（SDBS）/Ti电极。CV测试表明,Pd/PPy（SDBS）/Ti电极可以在-500 mV（以Hg/Hg2SO4为参比电极）左右获得-137.5 mA的氢吸附峰。SEM表明,钯颗粒在SDBS修饰的PPy复合膜表面沉积均匀,粒径在几个微米左右,甚至有纳米级颗粒存在。在高放大倍数下,可以看到细小的颗粒表面呈层叠的片状结构,空间延伸性好。在电催化还原脱氯领域有较大的应用潜力。

钛负载纳米Pd粒子电极的电化学催化性能研究

采用电化学沉积法将纳米钯粒子负载在钛板上,制备钛负载纳米钯粒子的Nano Pd/Ti电极。利用循环伏安法和线性扫描伏安法对比研究Nano Pd/Ti电极与Ti电极的电化学性能,以及分别对氯苯和硝基苯模拟废水电化学催化性能,表明Nano Pd/Ti电极循环伏安过程出现新的氧化峰和还原峰,反应电位明显正移,反应过程峰电流也明显增大。通过降解实验,Nano Pd/Ti电极可以在更低电压,更短时间内达到更好CODcr去除效果。

间氯苯甲酸在Pd/Ti电极上的电化学脱氯反应

以Ti为基底电极,在PdCl2溶液中电沉积制备了Pd/Ti电极,采用SEM和XPS进行表征.采用循环伏安法研究了Cu,Ag,Ti和Pd/Ti电极对间氯苯甲酸(3-CBA)的电还原特性,与Cu,Ag和Ti电极相比,Pd/Ti电极对3-CBA有较好的电化学还原活性.同时采用电化学原位红外反射光谱对3-CBA在Pd/Ti电极上的电还原反应机理进行了系统分析,结果表明3-CBA在Pd/Ti电极上的电化学脱氯反应是一个脱氯加氢过程,3-CBA首先得到一个电子形成阴离子自由基中间体,随后释放一个氯离子,产生苯甲酸盐的自由基,最后该自由基得到一个电子并夺取一个氢质子,在电极表面脱去氯得到最终产物苯甲酸.

用于同位素电池的储能复合电极的可行性研究

借鉴太阳能电池Ti/Pd/Ag复合电极的设计方案,将其优化设计为Ti/Pd/Au复合电极并加载氚源,以此验证同位素源与换能器件整合的可行性。在N型单晶硅基体上制备电极,为研究氚在电极中的行为,用氘气模拟氚气对电极进行同位素加载,采用XRD、SEM和四探针研究复合电极的储氚性能、微结构、电学性能等的变化。结果表明:复合电极能吸附氘并生成TiD_x(x≤2),具备一定的储氚性能;在Ti与Si界面处出现了TiSi_2相,表明膜基间发生了合金化,这提高了复合电极与硅基体的结合强度,同时降低了接触电阻;10^(-4)Ω·cm量级的表面电阻率基本可满足对电极导电性能的要求。由此可见,Ti/Pd/Au复合电极应用于伏特效应同位素电池是可行的。

钯镍/碳纳米管复合物对乙醇氧化的电活性

采用电沉积法,在Ti电极以及多壁碳纳米管(MWCNTs)修饰的Ti电极(MWCNT/Ti)上电沉积Pd和PdNi纳米颗粒,制备PdNi/MWCNT/Ti、Pd/MWCNT/Ti和PdNi/Ti复合催化剂。扫描电子显微镜(SEM)显示,MWCNT负载的纳米颗粒有较好的分散程度。循环伏安(CV)结果表明,PdNi/MWCNT/Ti电极上乙醇阳极氧化峰电流密度(23.44mA/cm2)大大高于PdNi/Ti、Pd/MWCNT/Ti电极,其交换电流密度为23.86×10-7A/cm2,是Pd/MWCNT/Ti(0.65×10-7A/cm2)催化剂的37倍。经过3600s恒电位电解,在PdNi/MWCNT/Ti电极上乙醇氧化的电流密度是在Pd/MWCNT/Ti电极上的2倍,说明PdNi/MWCNT/Ti对乙醇氧化具有较稳定的电催化活性。交流阻抗(EIS)测试表明,PdNi/MWCNT/Ti电极在碱性溶液中对乙醇氧化具有较低的电荷传递电阻。实验结果表明适量镍的掺杂不但增强了催化剂对乙醇催化氧化的活性,而且提高了催化剂的稳定性。通过PdNi/MWCNT与PdNi对乙醇的电化学氧化的催化活性的比较,也说明MWCNT是一类很好的催化剂载体。

修饰电极结合双极膜技术去除水中2,4-DCP的研究

以制备的Pd/Ti电极作为阴极,CMC-PVA/CS-PVA(CMC:羧甲基纤维素钠;PVA:聚乙烯醇;CS:壳聚糖)双极膜作为隔膜,对2,4-DCP溶液进行处理,考察了不同电极、硫酸浓度、2,4-DCP初始浓度对2,4-DCP去除率的影响。结果表明,与空白Ti电极相比,Pd/Ti电极因具有更多的催化位点,处理时槽电压较未修饰的Ti网电极小,对2,4-DCP具有更强的去除能力,在c(硫酸)≥0.25 mol·L-1时,硫酸浓度与2,4-DCP初始浓度对2,4-DCP的去除率影响不大,电解200 min后,2,4-DCP的去除率达90%左右.

3种单氯酚的电化学还原脱氯速率比较

采用电化学沉积法制备了钯/聚吡咯-十二烷基苯磺酸钠/钛(Pd/PPy-SDBS/Ti)电极,并用于2-氯酚(2-CP)、3-氯酚(3-CP)和4-氯酚(4-CP)3种同分异构体的电化学还原脱氯.探讨了电流、初始p H值和浓度对2-CP脱氯过程的影响,并在同一条件下对3种单氯酚进行了脱氯速率比较.实验结果表明:25℃、电流为5m A、p H值为2.4的条件下反应60min,100mg/L的2-CP被完全去除.根据数据进行拟合,单氯酚的反应过程符合准一级动力学,2-CP、3-CP、4-CP的电化学还原脱氯速率常数分别为6.393×10-2、6.668×10-2、6.990×10-2min-1,脱氯难易顺序为2-CP>3-CP>4-CP.