Ti/nanoTiO2-Pt阳极和Ti/nanoTiO2阴极成对电合成葡萄糖酸锌和丁二酸

使用新颖的纳米结构电极成对电合成葡萄糖酸锌和丁二酸.采用溶胶-凝胶法制备Ti基纳米TiO2(Ti/nanoTiO2)电极,同时采用电沉积法制备Ti基纳米TiO2-Pt(Ti/nanoTiO2-Pt)修饰电极.通过循环伏安研究发现,Ti/nanoTiO2-Pt电极对葡萄糖氧化及Ti/nanoTiO2电极对马来酸还原均具有高催化活性.以Ti/nanoTiO2-Pt电极为阳极、Ti/nanoTiO2电极为阴极,通过正交实验得到成对电合成葡萄糖酸锌和丁二酸的优化条件为:阳极和阴极电流密度分别为1.2A·dm-2和3.0A·dm-2,阳极液为0.4mol·L-1葡萄糖+0.6mol·L-1NaBr,阴极液为0.6mol·L-1马来酸+0.2mol·L-1NaCl,温度50℃.成对电合成的总电流效率达到170%.

Ti/nanoTiO_2-ZrO_2修饰电极电催化氧化葡萄糖

在无水乙醇和乙酰丙酮混合溶液中,电解Ti金属制得前驱体Ti(OCH2CH3)(4-y)(acac)y,再加入ZrCl4,将上述溶液直接水解、干燥后在450℃煅烧2h,粉体通过X射线衍射(XRD)分析表明:纳米TiO2-ZrO2粉体呈单分散结构。通过凝胶涂抹、煅烧得到高活性的Ti/nanoTiO2-ZrO2修饰电极,电子透射显微镜(TEM)测试表明,颗粒平均尺寸为30～40nm。通过循环伏安研究发现,Ti/nanoTiO2-ZrO2电极对葡萄糖氧化具有高催化活性。

葡萄糖在Ti/NanoTiO_2-ZrO_2修饰电极上电催化氧化

在无水乙醇和乙酰丙酮混合溶液中,电解Ti金属制得前驱体Ti（OCH2CH3）4-y（acac）y,再加入ZrCl4,将上述溶液直接水解、干燥后,在450℃煅烧2 h,粉体通过X射线衍射（XRD）分析表明：纳米TiO2-ZrO2粉体呈单分散结构。扫描电子显微镜（SEM）测试表明,颗粒平均尺寸为30-40 nm。通过溶胶-凝胶法制得高活性的Ti/NanoTiO2-ZrO2修饰电极,采用循环伏安研究发现,Ti/NanoTiO2-ZrO2电极对葡萄糖氧化具有高催化活性。在NaBr电解液中,Br-在Ti/NanoTiO2-ZrO2电极表面氧化为Br2,Br2间接电氧化葡萄糖。

NanoTiO_2-聚苯胺复合膜电极电化学降解2,4,6-三硝基苯酚

利用溶胶-凝胶法和电化学聚合制得Ti/nanoTiO2-聚苯胺(PAn)复合膜电极,用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及循环伏安法对电极的结构、表面形貌和电催化性能进行了表征。SEM测试表明,Ti/nanoTiO2-PAn电极上聚合的苯胺呈短纤维形貌,短纤维的直径较为均匀,为150 nm左右。以此电极进行电化学降解2,4,6-三硝基苯酚,在25℃,电解时间为180 min,电极间距离为2 cm,废水pH值在7～8之间,浓度为50 mg/L的2,4,6-三硝基苯酚模拟废水中COD,降解效率可达到41.2%。

4-甲基吡啶在Ti/nanoTiO_2-Pt电极上的电催化氧化

采用溶胶-凝胶和扫描电沉积法制备Ti基纳米TiO2-Pt(Ti/nanoTiO2-Pt)膜电极,Pt纳米粒子的平均粒径约为25nm.在离子液体+DMF(体积比为1:1)的混合溶剂中,通过循环伏安和计时电流法研究表明,Ti/nanoTiO2-Pt修饰电极对4-甲基吡啶(4-MP)的氧化具有高催化活性,同时讨论了4-甲基吡啶电催化氧化的机理.

阴极沉积法制备纳米TiO_2薄膜及微观形貌分析

本文以TiOSO_4为原料,以2024铝合金片基体作为阴极、Ti片作为阳极,以2.5V的恒电位电压阴极电沉积,使得TiO_2、部分[Ti_2O_5(OH)_2]_n、TiO(OH)_2·H_2O和Ti(OH)_2凝胶在基体表面沉积,最后将电沉积的薄膜在马弗炉中经400℃烧结4h,得到二氧化钛晶体膜。利用Nova NanoSEM 450扫描电镜对其进行了微观形貌分析,结果表明,本法制备的TiO_2薄膜尺寸较均匀,几乎完全达到纳米尺度级别。本实验流程简单,操作方便,是一种经济有效的制备纳米氧化钛薄膜的工艺。

双弯管磁过滤阴极真空弧技术沉积超厚多层钛掺杂类金刚石膜

极端工况对关键部件涂层的性能要求较高,作为常用涂层,薄类金刚石(Diamond-like carbon,DLC)膜因其厚度的局限性已不能满足日益增长的性能需求,因此超厚DLC膜的制备工艺具有较大的现实意义。采用双弯管磁过滤阴极真空弧沉积技术制备多层Ti掺杂DLC膜,并通过显微维氏硬度计、摩擦磨损试验仪、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、能谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、X光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)等对膜的结构和性能进行表征。结果表明:薄膜的沉积速率最高可达0.40μm/min;随着沉积过程中C2H2流量的增加,Ti掺杂DLC膜中超硬Ti C相的相对含量降低,因此导致膜硬度降低,同时热稳定性变差;通过金属掺杂以及多层复合结构的方法能够有效制备低内应力的DLC膜,同时实现超厚DLC膜(最高可达42.3μm)的制备。

使用磁过滤阴极弧法以CO_2和N_2为反应气体制备Ti(C,N,O)纳米复合薄膜的研究（英文）

使用磁过滤阴极弧法(FCVA)以CO_2和N_2为反应气体在Si(100)和304不锈钢衬底上沉积Ti(C,N,O)纳米复合薄膜,CO_2和N_2流量比为1;1。薄膜的成分、结构和性能分别采用XPS、XRD、Raman、SEM、摩擦磨损试验机和电化学实验站检测得出。当混合气体流量从10 mL/min增加到50 mL/min时,薄膜中的C和N含量有明显增加,而O和Ti含量有小幅下降;当混合气体流量从50mL/min增加到80 mL/min时,薄膜中的C和N含量下降,而Ti含量有小幅上升,O含量急剧上升。薄膜由nc-Ti(C,N,O)纳米晶结构转变为nc-Ti(C,N,O)/a-CN x,a-TiO_2/a-CN x和N-doped a-TiO_2/a-C纳米复合结构。N-doped a-TiO_2/a-C纳米复合结构薄膜具有最低的摩擦系数(0.34),nc-Ti(C,N,O)/a-CN x和N-doped a-TiO_2/a-C纳米复合结构薄膜在Hanks溶液中均表现出良好的抗腐蚀能力。

三甲基苯醌的电合成研究

本文采用循环伏安和电解合成法研究了偏三甲苯(TMB)在Ti/nanoTiO2-Pt电极上的电化学行为以及直接电解合成三甲基苯醌(TMBQ)的条件。结果表明,TMB在Ti/nanoTiO2-Pt电极上具有电催化氧化活性,氧化峰电位Ep约为1.7 V,反应为不可逆过程;在离子隔膜电解槽中,电解合成TMBQ的电流效率为47%,TMB的总转化率为58.8%。

光/电/化学催化降解水中酸性大红3R染料的研究

以高纯石墨电极、TiO2/Ti薄膜电极和甘汞电极,分别为阴极、阳极和参比电极,设计研制出了新型光-电-化学催化集成反应器.在紫外光和外加电场的作用下,不仅TiO2/Ti薄膜电极能对阳极槽中的酸性大红3R进行光电催化降解脱色,且在阴极上产生的过氧化氢及其与亚铁离子形成的H2O2/Fe2+催化体系,对阴极槽中的染料溶液也有良好的脱色降解作用.该催化集成反应器充分利用了光生空穴和光生电子,实现了在阳、阴两极同时对染料进行降解脱色处理,达到了“双极双效”的目的.实验表明,当用0.02mol·L?1硫酸钠为支持电解质、初始pH=3和阴极电位-Ec=0.66V的条件下,阴极槽和阳极槽对30mg·L?1酸性大红3R溶液的脱色降解率分别达到92%和60%,与双极单效的光电催化相比,效率显著提高.

电化学还原-氧化工艺降解4-氯酚的毒性研究

采用紫外光还原法制备了Pd-Fe/石墨烯催化阴极,并以Ti/IrO_2/RuO_2为阳极,构成三电极体系(双阴极)和两电极体系(单阴极)的电化学还原-氧化降解工艺,分别对4-氯酚进行降解.采用离子色谱、高效液相色谱、TOC仪对4-氯酚降解过程中中间产物及其浓度进行测定.根据公式计算降解过程中理论计算毒性值,应用发光细菌法测定降解过程中的实际毒性值,对理论计算毒性值与实际毒性值进行比较,分析不同体系下降解过程中毒性的变化规律.结果表明,两种工艺体系在最佳降解条件下,阴极室毒性均呈下降的趋势,由于降解过程中在阳极室生成高毒性的苯醌,阳极室毒性均先升高后降低.通过相关性分析得到,两种体系理论计算毒性与实际毒性在P=0.01水平下,相关性系数均为1,显著相关,表明降解过程中实际毒性的测定结果真实可靠.降解至120 min时,三电极体系毒性小于两电极体系,表明三电极体系优于两电极体系.据此提出实际毒性测定方法在电化学还原-氧化工艺降解氯酚类有机废水毒性测试的工业应用中有着广泛的前景.