电化学（中英文）

草酸在Ti/IrO₂-Ta₂O₅阳极圆柱形电解槽中的电催化氧化降解动力学

苏静, 林海波, 徐红, 黄卫民, 何亚鹏

2013, 19(4): 293-299. doi:10.61558/2993-074X.2114

摘要 ( 2398 )

PDF (769KB) ( 1436 )

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从电催化氧化降解有机污染物的机理出发，研究了草酸在Ti/IrO2-Ta2O5阳极圆柱形电解槽中的电催化氧化过程，建立了描述整个降解过程的瞬时电流效率与溶液本体有机物浓度的关系式. 通过实验对模型进行了验证，实验结果与模型计算结果基本一致，并讨论了误差产生的原因.

掺硼金刚石阳极电氧化和电芬顿工艺处理真实水体中低含量药物的研究（英文）

Ignasi Sirés, José Antonio Garrido, Enric Brillas

2013, 19(4): 300-312. doi:10.61558/2993-074X.2963

摘要 ( 2810 )

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本文报告了采用掺硼金刚石阳极（BDD）电氧化和电芬顿工艺处理真实水体中注入含有少量药物残留物的单组分和多组分溶液（即1 mg·L^-1对乙酰氨基酚和/或1 mg·L^-1水杨酸，pH=3）的研究结果. 以恒定电流密度方式在BDD/Pt电解池中进行电氧化，而在BDD/空气扩散电解池中进行电芬顿，从而在阴极电生H₂O₂. 结果表明，由于乙酰氨基酚和水杨酸均与溶液中氯离子氧化所产生的活性氯物种发生反应，因此，电氧化处理真实水体中两种药物的降解要比超纯水中添加0.05 mol·L^-1 Na2SO4快. 这种含氯氧化剂的反应活性甚至超过了阳极形成的有限的羟基活性基，提高电流密度大大加速了两种污染物的消除. 在真实水体自然碱性pH下得到了类似的结果. 当电氧化处理两种药物的混合物时，两种药物上面产生的氧化剂的竞争作用，导致药物的降解变慢，只有电芬顿处理真实水体时药物的降解才稍微加快，这是由于H₂O₂与Cl^-的反应，生成了反应活性弱得多的含氯活性基，从而抑制了电生的H₂O₂和添加的Fe²⁺之间发生的芬顿反应所形成的同相羟基活性基的累积. 对于添加了药物的真实水体，在较高的电流密度下电氧化可得到较好的天然有机物成分（NOM）矿化度，且添加0.05 mol·L^-1 Na₂SO₄效果会更好. 虽然在药物溶液的电氧化中检测出微量的氧化副产物，如对苯醌、NO^3-和NH⁴⁺ 离子，但在本研究条件下无法去除真实水体中所含有的氮基化合物.

钛基氧化物阳极中间层的研究进展

宋秀丽, 杨慧敏, 梁镇海

2013, 19(4): 313-321. doi:10.61558/2993-074X.2115

摘要 ( 2354 )

PDF (1859KB) ( 2330 )

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钛基氧化物阳极是国内外电化学领域应用广泛的优良阳极材料. 为提高电极导电性、延长电极使用寿命、增强钛基体和金属氧化物活性层之间稳定性，可以在钛基体和金属氧化物活性层之间添加氧化物等中间过渡层. 本文评述了钛基氧化物阳极中间层的研究进展，指出了钛基氧化物电极存在的问题，展望了中间层氧化物电极的发展趋势.

PANI-SnP复合膜电极在镍镉废水中电控离子交换性能

冯艳婷, 肖俊强, 郝晓刚, 马旭莉, 王忠德, 韩念琛

2013, 19(4): 322-327. doi:10.61558/2993-074X.2116

摘要 ( 2079 )

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采用滴涂法在铂基底制备了电活性聚苯胺-磷酸锡(PANI-SnP)复合膜电极，考察了该电极在Ni²⁺、Cd²⁺溶液的电控离子交换性能. 用傅立叶变换红外光谱和扫描电镜分析观察复合膜的组成及表面形貌；在0.1 mol·L^-1 Ni(NO₃)₂、Cd(NO₃)₂溶液，通过循环伏安法比较了PANI膜、SnP膜及PANI-SnP复合膜电极的电化学性能，并结合电化学石英晶体微天平技术重点考察了PANI-SnP复合膜的离子交换机制；同时，通过循环伏安法调控复合膜电极的氧化还原电位，结合X射线能谱和X射线光电子能谱分别测定了其氧化和还原状态的元素组成. 结果表明，PANI-SnP复合膜电极在Ni²⁺、Cd²⁺溶液均有良好的氧化还原电活性和可逆离子交换性能，其Cd²⁺离子选择性优于Ni²⁺离子，通过电控离子交换可使Cd²⁺离子从镍镉废水高效分离.

丙三醇碳酸酯的电合成研究

王欢, 朱美侠, 吴腊霞, 徐晓明, 赵学如, 陆嘉星

2013, 19(4): 328-331. doi:10.61558/2993-074X.2117

摘要 ( 2260 )

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在常温常压下，采用电化学方法，以丙三醇和CO₂为原料合成了丙三醇碳酸酯，并详细考察了各种条件对该反应的影响规律. 择优条件下，目标碳酸酯的产率可达73%，远远高于普通的催化方法. 并借助循环伏安曲线研究了反应体系的电化学行为，分析了整个反应的可能历程.

污泥水解液基质微生物燃料电池的研究

梁鹏, 郭超, 黄霞

2013, 19(4): 332-335. doi:10.61558/2993-074X.2118

摘要 ( 2205 )

PDF (1120KB) ( 1046 )

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研究不同污泥热水解时间下水解液特性及其对微生物燃料电池（MFC）产电的影响.水解时间由2 h增至96 h，水解液pH基本稳定于7.4 ~ 8.0；水解时间增加，其电导率逐渐提高至2.53 mS·cm^-1，COD浓度和碱度也不断增加，水解液的缓冲能力不断得到提高.MFC最大功率密度达到25 W·m^-3，COD去除率呈现先增后降，水解6 h时达到最大（47%）；库仑效率在预水解4 h时达到最高（71%）.阳极室pH下降可归因于NH⁴⁺、Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺等阳离子迁移，其中NH⁴⁺的迁移量最大.

粘性土壤中苯酚的电动力学迁移研究

刘安安, 樊凯, 熊厚峰, 董阔, 杨洋, 邹东雷

2013, 19(4): 336-340. doi:10.61558/2993-074X.2964

摘要 ( 1712 )

PDF (1168KB) ( 1375 )

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采用电动力学技术修复苯酚污染的粘性土壤，研究了苯酚的吸附特性，以及粘土中苯酚的最佳萃取剂和萃取条件，并讨论了不同pH、含水率、电场强度及不同添加物条件下苯酚的迁移特性. 实验得出，苯酚的吸附符合Freundlich等温式，最大吸附量362 mg·kg^-1；用三氯甲烷做萃取剂，超声波20 min加恒温震荡30 min，从土壤中提取苯酚，萃取率可达到94.3%；土壤电动力学过程中苯酚向阳极迁移并在距离阳极0 ~ 6 cm处富集. 在pH值8.16，含水率为40%，电场强度为2 V·cm^-1条件下，阳极添加0.1 mol·L^-1 NaOH溶液，并向阴极添加0.05 mol·L^-1 LAS溶液，苯酚的迁移效果达到最佳，在距阳极0 cm和6 cm处苯酚富集倍数分别达到139.0%和133.7%.

印染废水的电化学深度处理及回用研究

陈飞翔, 杨初引, 周明明, 王家德

2013, 19(4): 341-344. doi:10.61558/2993-074X.2119

摘要 ( 2302 )

PDF (887KB) ( 961 )

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针对印染废水水质特性，在PbO₂/Ti阳极、不锈钢板阴极的电解反应器中研究了电化学氧化对印染废水生化出水的处理效果. 试验结果表明，电氧化工艺可以实现化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）、氨氮和色度的同步去除. 在电流密度10 mA·cm^-2时电解60 min，废水中COD、氨氮、色度、氯离子浓度以及pH值等指标均可达到GB/T 19923-2005《城市污水再生利用工业用水水质》中工艺与产品用水标准，电流效率达45.6%，吨水能耗4.1 kW·h.

重金属自产电能的电化学处理

许伟, 张慧敏, 吴祖成

2013, 19(4): 345-349. doi:10.61558/2993-074X.2965

摘要 ( 1869 )

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重金属污染是最受关注的环境问题之一. 电化学处理快速、高效，因而备受关注，发展快速. 本文从重金属离子在阴极接受电子完成电化学还原的原电池和燃料电池系统角度考虑，阐述重金属离子的产电原理，结合实例介绍了重金属在阴极的还原方式，讨论了重金属自产电能处理技术的优势和存在的问题. 污染物自身产能的电化学处理是一种崭新的技术，以期早日付之实用.

碱处理对PtRu/WC电极材料结构及甲醇电催化氧化性能的影响

郎小玲, 施梅勤, 江叶坤, 马淳安

2013, 19(4): 350-354. doi:10.61558/2993-074X.2120

摘要 ( 2152 )

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本文采用不同pH值的KOH溶液对WC材料进行了不同时间的碱处理，并以该WC为载体通过微波加热还原法制备PtRu/WC 复合材料. 采用XRD对材料进行结构表征，通过循环伏安法和计时电流法测试电极对甲醇的电催化氧化性能. 结果表明，经不同碱性条件处理的WC材料表面更易于铂钌的负载，其中经强碱（pH = 14）的KOH溶液处理后可在WC表面得到结晶度最好的铂钌合金，且所得电催化剂PtRu/WC电极的性能最佳，而经碱处理5 h的WC负载的PtRu/WC电极对甲醇氧化的效果最优.

添加剂氟代乙烯碳酸酯对锂离子电池低温性能影响的机制研究

卞锋菊, 张忠如, 杨勇

2013, 19(4): 355-360. doi:10.61558/2993-074X.2121

摘要 ( 2659 )

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本文通过磷酸铁锂/碳电池研究了电解液添加剂氟代乙烯碳酸酯（FEC）对电池低温性能的影响. 电池充放电实验证明，FEC添加剂能够在负极表面形成良好的固体电解质界面层（SEI）. 电解液中添加5% FEC后，电池-40 ^oC低温放电容量保持率可以从31.7%提高至43.7%，还提高了电池放电电压平台. 交流阻抗测试表明，FEC的加入能够有效降低电池的界面传荷阻抗（R_ct）. 参比电极测试表明，其主要是降低了碳负极的低温极化.

石墨烯量子点增强聚吡咯超级电容器电极的电化学性质（英文）

吴坤, 许思哲, 周雪皎, 吴海霞

2013, 19(4): 361-370. doi:10.61558/2993-074X.2122

摘要 ( 4098 )

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通过将吡咯单体在低温下与石墨烯量子点进行原位聚合，获得一种全新的聚吡咯/石墨烯量子点（PPY/GQD）复合材料. 实验中采用了扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、X射线衍射(XRD)、红外（FT-IR）和热重（TGA）对复合物的表面形貌、结构进行表征. 结果表明，吡咯单体以石墨烯量子点为软模板，以化学键的方式在石墨烯量子点的表面聚合生长成片状聚吡咯. 通过机械冷压法将粉末状PPY/GQD复合物压成圆片电极，电极的电化学测试结果表明，PPY和GQD质量比为50:1所制得的复合物的电容量为485 F·g^-1，同时在两千次循环之后电容量只降低了大约2%. 通过与同比例的PG（聚吡咯/石墨烯复合材料）以及纯PPY对比，发现聚吡咯/石墨烯量子点的高比容量及优异的循环稳定性将会使其在电化学超级电容器领域中具有的潜在的应用价值.

Li(Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3)_1-2xTi_xNb_xO₂的合成及电化学性能

唐勇, 廖钦林, 郭祥安

2013, 19(4): 371-375. doi:10.61558/2993-074X.2123

摘要 ( 3855 )

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采用共沉淀-高温固相烧结法在900 ^oC空气中煅烧，合成了层状复合掺杂型正极材料Li(Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3)_1-2xTi_xNb_xO₂（x=0，0.002，0.005，0.01，0.02）. 通过扫描电镜（SEM）、X-射线衍射（XRD）和电化学测试等观察与研究掺杂元素对Li(Ni0.5Co0.2Mn0.3)O2的形貌结构和电化学性能的影响. 结果表明，适量Ti、Nb掺入Li(Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3)O₂，降低了材料的阳离子混排程度，且晶胞参数随着掺杂量的增加而增加. 与未掺杂材料相比，Ti-Nb复合掺杂的样品具有更好的电性能和高温性能. 当x=0.005时，材料的综合性能最好，方型铝壳电池3.0 ~ 4.2 V电位区间首次1C放电比容165.9 mAh.g^-1，常温循环100周期容量保持率96.5%，55 oC循环300周期容量保持率为92.6%，80 ^oC/6 h高温存储后冷却2 h电池厚度膨胀率9.8%.

微生物阳极燃料电池极性反转现象研究

张恩仁, 牛俊乐, 刘雷, 刁国旺

2013, 19(4): 376-382. doi:10.61558/2993-074X.2124

摘要 ( 2491 )

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本文在构建出微生物阳极燃料电池系统的基础上，研究了微生物燃料电池极性反转现象. 实验表明，由活性污泥混合菌源接种的微生物阳极在电极表面形成电化学生物膜，但平行构建的微生物阳极燃料电池系统在内阻、输出电压和放电时长等方面存在着不同程度差异. 在串联微生物燃料电池组中，放电操作会导致性能较差的微生物单电池首先出现极性反转. 电极电势测量表明，较高的放电电流使微生物阳极电势迅速正移，导致电池系统出现极性反转. 在室温范围内，温度升高可使MFC承受较高的放电电流，不易发生极化. 燃料物质缺乏时，MFC易发生极性反转，但过高的电流仍能使燃料物质充分的MFC出现极性反转. MFC极性反转会对微生物阳极性能造成影响. 极性反转时间较短(<5 min)，对微生物阳极影响不大，但延长极性反转时间，会导致微生物阳极性能下降.

丹皮酚在聚苏丹红Ⅲ/GC电极上的电化学行为及测定

郑艳洁, 刘爱林, 雷云, 林新华

2013, 19(4): 383-387. doi:10.61558/2993-074X.2125

摘要 ( 1952 )

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应用交流阻抗法和循环伏安法表征聚苏丹红Ⅲ/GC电极，并研究丹皮酚在该聚合物电极上的电化学行为. 实验表明，聚苏丹红Ⅲ/GC电极对丹皮酚具有良好的电催化作用，在3.0*10^-7 ~ 2.2*10^-5 mol·L^-1浓度范围内，其差示脉冲伏安峰电流随浓度变化呈良好的线性关系，检测限为5.0*10^-8 mol·L^-1. 该法可用于实际样品中丹皮酚的测定，结果令人满意.

近期热点文章

庄林

2013, 19(4): 388-389.

摘要 ( 1141 )

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