电化学（中英文）

SECM基本原理及其在金属腐蚀中的应用

曹发和, 夏妍, 刘文娟, 常林荣, 张鉴清

2013, 19(5): 393-401. doi:10.61558/2993-074X.2128

摘要 ( 2886 )

PDF (1499KB) ( 3806 )

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扫描电化学显微镜（SECM）是一种具有较高空间分辨率的化学显微镜，在成像和动力学研究已经广泛应用. 本文简要介绍SECM基本原理，综述2009年以来SECM在腐蚀方面的应用，包括扫描成像和异相转移电子化学活性的研究，并简要介绍了作者课题组在SECM方面的研究工作，展望SECM在腐蚀研究的应用.

椭圆偏振光谱技术的腐蚀研究应用

李凌杰, 贺毓玲, 雷惊雷, 张胜涛

2013, 19(5): 402-408. doi:10.61558/2993-074X.2129

摘要 ( 2218 )

PDF (1431KB) ( 1320 )

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椭圆偏振光谱技术是一种高度灵敏、非破坏性的原位实时表征技术，可获取腐蚀过程“电极材料-介质”界面的动态变化信息，因此在腐蚀研究中得到了广泛应用. 本文结合解析椭圆偏振光谱数据所采用的光学模型的发展，介绍了近年来椭圆偏振光谱技术在腐蚀研究中的典型应用，并分析了该技术的发展趋势.

金属锌表面膜形成的椭圆偏振技术研究

左娟, 陈营, 林昌健, Andreas Erbe

2013, 19(5): 409-417. doi:10.61558/2993-074X.2130

摘要 ( 2241 )

PDF (1414KB) ( 1446 )

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介绍了近年作者课题组使用椭圆偏振技术研究金属锌表面氧化膜的形成，包括多晶锌表面自然氧化物薄膜的形成及其光学性能和电子结构、不同气氛自然氧化物膜的生长研究以及在碱性碳酸盐介质金属锌的电化学过程等方面的工作. 旨在通过原位和非原位椭圆偏振技术了解金属锌表面氧化物膜层的光、电性能以及膜层结构的改变和生长动力学，这对评估锌氧化层的总体性能有着重要意义.

深海静水压力环境下低合金高强度钢腐蚀行为研究

孙海静, 刘莉, 李瑛

2013, 19(5): 418-424. doi:10.61558/2993-074X.2131

摘要 ( 2038 )

PDF (4282KB) ( 1977 )

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通过自行设计的深海环境模拟装置，采用静态挂片失重、动电位极化曲线及电化学阻抗谱（EIS）等方法系统研究了深海静水压力环境下低合金高强度钢（HSLA钢）在3.5% NaCl溶液中的腐蚀行为，并与常压下的结果对比，探讨了静水压力下HSLA钢在深海环境中的腐蚀行为. 结果显示，静水压力并没有改变HSLA钢在3.5% NaCl溶液中的腐蚀历程，不甚影响其阴极过程，而主要提高了其阳极腐蚀速率，这可能与高静水压下Cl-活性的增加有关.

碳钢低压冷喷涂铝涂层的海水耐蚀性

李相波, 许立坤, 邱善广, 王佳, 黄国胜, 董彩常

2013, 19(5): 425-429. doi:10.61558/2993-074X.2130

摘要 ( 1995 )

PDF (6003KB) ( 1664 )

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本文以Al和10%体积比Al2O3的混合粉末为原料，使用便携式低压冷喷涂设备，在Q235碳钢基体上喷涂了Al涂层. 测试涂层自腐蚀电位及动电位极化曲线，结合扫描电镜观察涂层表面及截面微观形貌，研究了低压冷喷涂Al涂层在海水中电化学腐蚀行为，并与高压冷喷涂和热喷涂铝涂层的耐蚀性比较. 结果表明，低压冷喷涂铝涂层结构较为致密，其耐蚀性比高压冷喷涂铝涂层的略低，而明显优于热喷涂铝涂层.

电场作用下金属锌在薄液膜下的腐蚀电化学研究

原徐杰, 张俊喜, 陈启萌, 张世明, 谈天

2013, 19(5): 430-436. doi:10.61558/2993-074X.2133

摘要 ( 2309 )

PDF (1784KB) ( 1574 )

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采用薄液膜实验装置，测量了外加直流电场作用下锌在薄液膜体系中的腐蚀电位、阴极极化电流以及阴极极化曲线等. 研究了外加直流电场对锌在薄液膜下腐蚀行为的影响. 结果表明，外电场的作用可以使锌电极的腐蚀电位负移，也可以使锌电极在阴极极化条件下的阴极电流增加. 分析结果表明，外电场与薄液膜体系中锌电极电化学过程中的相关因素发生了协同作用，改变了锌电极的阴极过程.

结合(光)电化学方法研究光催化降解污染物反应

冷文华, 朱红乔

2013, 19(5): 437-443. doi:10.61558/2993-074X.2134

摘要 ( 2402 )

PDF (1492KB) ( 3521 )

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半导体光催化在环境保护和未来新能源开发等领域中具有重要的作用和意义. 由于参与光催化反应的主体是光生载流子，并涉及光生电子和空穴的界面转移与复合，(光)电化学方法是研究光催化反应微观动力学和机理的重要手段. 本文主要介绍本课题组应用这类研究方法在液相光催化去污方面所获得的部分研究结果，并对今后研究重点提出了某些看法.

电驱动下的环境污染物厌氧生物转化—电子转移原理和应用实例

冯春华, 谢道海, 庞韵梦, 韩涛, 韦朝海

2013, 19(5): 444-453. doi:10.61558/2993-074X.2135

摘要 ( 2740 )

PDF (1626KB) ( 2793 )

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厌氧环境下一些微生物能够接受来自于电极的电子并将电子传递至环境污染物，这使得电驱动下生物还原技术在可持续性废水处理以及生物修复方面受到越来越多关注. 此体系中，阴极电子传递被认为是影响环境污染物厌氧转化可行性和效率的制约因素. 文中首先评述可能的电子传递原理，包括水解氢气介导的间接电子传递、人工合成电子穿梭体或者细菌分泌电子穿梭体介导的间接电子传递、以及电极与细菌之间的直接电子传递等途径. 相比间接电子传递，直接电子传递避免了将电子传递给没有起作用的介体及没有和电极接触的浮游微生物，因而更加节能. 另外，列举了自养反硝化、生物还原脱氯、重金属生物还原、CO2生物还原以及硫酸盐生物还原等应用实例. 最后，提出了此领域研究发展亟需解决的两个重要问题，包括阴极生物膜的培养以及电子从电极转至微生物内在机理的解析.

连续电提取浓缩技术

任琼, 廖文, 吴祖成

2013, 19(5): 454-459. doi:10.61558/2993-074X.2136

摘要 ( 1752 )

PDF (1392KB) ( 1524 )

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电去离子技术结合了电渗析和离子交换使离子在树脂中瞬时积累、降低体系电阻、电极上水解产生氢离子与氢氧根离子使树脂在线再生，以去除离子为目的制备纯水和高纯水. 这些被去除的离子在浓室中富集，可发展一种新型浓缩分离提取技术，现已逐渐应用于微量重金属、稀有金属、营养盐、有机酸碱，甚至气体的回收. 本文论述了这一连续电提取浓缩技术的原理及应用并探讨发展趋势，以期引起电化学研究工作者的关注.

应用于水溶液介质中喹啉氧化的电芬顿工艺实验设计方法(英文)

TRABELSI SOUISSI Souhaila, OTURAN Nihal, BELLAKHAL Nizar, OTURAN Mehmet A

2013, 19(5): 460-471. doi:10.61558/2993-074X.2137

摘要 ( 2130 )

PDF (1014KB) ( 1328 )

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采用碳毡阴极和铂阳极的电芬顿工艺研究了喹啉模型分子8-羟基喹啉硫酸盐（8-HQS）在水溶液介质中的降解行为. 由于电化学诱导芬顿药剂（H2O2，Fe2+）产生大量的羟基活性基（OH），成为与有机物发生反应直到有机物完全矿化的强有力氧化剂，因此，电芬顿工艺具有很强的氧化能力. 采用正交实验设计确定了水溶液介质中8-HQS降解的操作参数. 结果表明，电流密度和8-HQS的初始浓度是影响降解速度的主要因素. 8-HQS浓度随着电解时间而减少，说明8-HQS的氧化遵循准一级反应动力学. 通过竞争动力学方法确定的由OH引起8-HQS氧化的绝对反应速度常数为1.62×109 mol^-1·L·s^-1. 通过Doehlert 矩阵研究了8-HQS矿化的最佳实验参数，由此确定最佳条件下电芬顿工艺能导致8-HQS在水溶液中的准完全矿化（总有机成分去除率95%）. 对8-HQS水溶液的处理，使得8-HQS矿化前的最终产物为短链羧酸. 同时研究了电芬顿处理中短链羧酸的演变行为. 溶液毒性演变的跟踪研究发现，中间产物的毒性比8-HQS强，但溶液的毒性在中间产物矿化后可以完全消除.

电化学氧化和臭氧化预处理酸性化工废水的效能研究

刘汉水, 余夙, 童少平, 马淳安

2013, 19(5): 472-476. doi:10.61558/2993-074X.2138

摘要 ( 1954 )

PDF (1168KB) ( 1477 )

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保持一定酸度条件下对比了电化学氧化和臭氧氧化预处理酸性化工废水的效能（废水原pH 0.85）. 结果表明，在废水中添加2 g·L^-1 NaCl电化学氧化预处理效果较佳，30 mA·cm^-2条件下电解20 min后水样的CODCr（化学需氧量）去除率达43.4%，BOD₅/COD_Cr（生化需氧量与化学需氧量的比值）值从原来的0.034上升至0.14，可生化性明显提高. 单独臭氧化仅在pH 7.0才能取得一定的预处理效能. Ti(Ⅳ)/O₃/H₂O₂高级氧化体系在pH 2.85条件下亦有较好的预处理效果，16 min后水样COD_Cr去除率达22.9%，BOD₅/COD_Cr值则提高至0.072.

电化学氧化苯酚合成对苯醌的研究

钮东方, 俞程凯, 张新胜

2013, 19(5): 477-481. doi:10.61558/2993-074X.2139

摘要 ( 2437 )

PDF (965KB) ( 1853 )

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在H型阳离子交换膜电解槽中，以H₂SO₄电解质、阳极和阴极铅电极，研究苯酚电解氧化合成对苯醌. 讨论电流密度、电解质浓度、电解液中对苯醌浓度和萃取剂等电解条件对对苯醌收率和电流效率的影响. 经优选工艺条件为：电流密度4 A·dm^-2，H₂SO₄电解质浓度1 mol·L^-1，氯仿萃取剂. 通入3.2 Ah电量，对苯醌收率可达68%，电流效率为24.7%. 而在萃取剂存在下，对苯醌收率可提高至73%，电流效率为26%. 实验结果表明氯仿萃取剂可循环套用.

电活性铁氰化镍膜电极对稀土钇的电控离子分离

张浩, 郝晓刚, 王忠德, 张忠林, 马旭莉, 李一兵, 刘世斌

2013, 19(5): 482-487. doi:10.61558/2993-074X.2140

摘要 ( 1999 )

PDF (3068KB) ( 1189 )

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通过电沉积方法分别在镀铂石英晶片和铂基底上制备了电活性铁氰化镍膜，并考察了膜电极在含钇离子溶液中的电控离子交换性能. 在0.1 mol·L^-1的硝酸钇溶液中，使用循环伏安法及石英晶体微天平技术测试考察了铁氰化镍膜对钇离子的置入释放性能及对应的质量变化，同时比较了铁氰化镍膜电极在Y(NO₃)₃和Sr(NO₃)₂溶液中的电化学性能. 在0.1 mol·L^-1 [Y(NO₃)₃ + Sr(NO₃)₂]混合溶液中，通过循环伏安法分析了薄膜对Y³⁺/Sr²⁺离子的选择性. 用扫描电子显微镜观察了铁氰化镍膜的表面形貌，并通过X射线光电子能谱仪测定了膜在氧化和还原状态下的元素组成. 结果表明，铁氰化镍膜在含Y³⁺溶液中具有良好的离子交换行为，其中氧化过程薄膜质量减少，对应着钇离子的释放；还原过程薄膜质量增加，对应钇离子的置入；在0.0 V或0.9 V调控膜电极的氧化还原状态实现对钇离子的有效分离.

Keggin型钴取代杂多阴离子PW₁₁O₃₉Co(II)(H₂O)^5-的电催化性能

王彬, 王崇太, 华英杰, 刘津媛, 郑良飞

2013, 19(5): 488-492. doi:10.61558/2993-074X.2141

摘要 ( 2605 )

PDF (927KB) ( 1406 )

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本文用循环伏安、交流阻抗等电化学方法研究了Keggin型钴取代杂多阴离子PW₁₁O₃₉Co(II)(H₂O)^5-(PW₁₁Co)的电化学性质及其对H₂O₂和甲醇阳极氧化的电催化作用，提出了PW₁₁Co作为阳极媒质可能的电催化机理. 结果表明，PW₁₁Co除了2对可逆的W—O骨架峰之外，在1.367 V/1.266 V处还有1对准可逆的Co峰，对应于Co(II)/Co(III)电对的氧化还原响应. 该电极过程有质子参与，其交换电流密度i₀为5.7×10^-6 A·cm^-2. 在酸性条件下(pH 2.5)，PW₁₁Co对H₂O₂的阳极氧化具有明显的电催化活性，耦合甲醇的氧化可使甲醇的氧化速率显著提高.

聚苯胺/铁氰化镍纳米复合颗粒的制备及电控分离Cd的EQCM研究

杨宇娇, 郝晓刚, 马旭莉, 王忠德, 张忠林, 韩念琛

2013, 19(5): 493-498. doi:10.61558/2993-074X.2142

摘要 ( 2408 )

PDF (5191KB) ( 1853 )

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本文采用循环伏安一步共聚法在碳纳米管(CNTs)修饰的铂基底上制备了聚苯胺/铁氰化镍(PANI/NiHCF)纳米复合颗粒. 通过电化学石英晶体微天平(EQCM)技术检测了复合颗粒制备过程的质量改变量，并用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)分析了复合颗粒的微观形貌和组成. 结合循环伏安法和EDS能谱考察了该复合电极对Cd²⁺离子的交换性能. 结果表明，三维多孔的CNTs不仅可促进复合颗粒的沉积，而且其独特的网络结构和表面特性对形成PANI/NiHCF复合颗粒的立方体构型起至关重要的作用. 该复合电极在0.1 mol·L^-1 Cd(NO₃)₂溶液中显示了良好的电活性，对Cd²⁺离子有可逆的离子交换性能，通过电控离子交换法可实现废水中Cd²⁺离子的高效分离.

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庄林

2013, 19(5): 499-500.

摘要 ( 1118 )

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