电化学（中英文）

2018年第2期封面和目次

2018, 24(2): 0.

摘要 ( 677 )

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双二苯基-1-甲基咪唑膦氯化镍的制备及其电催化还原CO₂的研究

张历朴，钮东方，张新胜

2018, 24(2): 103-110. doi:10.13208/j.electrochem.170401

摘要 ( 982 )

PDF (1917KB) ( 1390 )

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以二苯基-1-甲基咪唑膦（dpim）为配体制备了一种新型的配合物催化剂Ni(dpim)₂Cl₂. 循环伏安研究表明，Ni(dpim)₂Cl₂配合物在氮气气氛下表现出两步还原的电化学行为，在-0.7 V下为两电子的不可逆还原，在-1.3 V下为单电子准可逆还原. 向电解液中通入CO₂后，在-1.3 V下的还原峰变得不可逆，且其峰电流从0.48 mA·cm^-2增大到0.55 mA·cm^-2. 在质子源（CH₃OH）存在的条件下，该还原峰电流可继续增大到0.72 mA·cm^-2. 该研究结果表明，Ni(dpim)₂Cl₂配合物对CO₂还原具有良好的电催化性能，且其电催化还原过程符合ECE机理. 在-1.3 V下恒电位电解得到的还原产物主要为CO，催化转换频率（Turnover of Frenquency, TOF）为0.17 s^-1.

在冷轧钢板表面制备二乙烯三胺五甲叉膦酸-锌化学转化膜及其腐蚀防护性能的研究

赫威，燕汝，王瑛琦，高翔，马厚义

2018, 24(2): 111-121. doi:10.13208/j.electrochem.170622

摘要 ( 1194 )

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本文通过调节二乙烯三胺五甲叉膦酸酯（DTPMPA）与Zn²⁺浓度以及溶液的pH值，将冷轧钢板浸泡于含有DTPMPA和Zn²⁺的混合溶液中即可在基体表面形成颜色均匀且具优异腐蚀防护性能的DTPMPA-Zn²⁺化学转化膜. 使用 SEM 和 EDS 研究了DTPMPA-Zn²⁺转化膜的表面形貌和元素组成，利用FTIR和XPS光谱方法探究了化学转化膜的表面官能团、化学组分及官能团与基底的结合方式，进而通过电化学阻抗谱（EIS）和极化曲线方法探究了DTPMPA浓度及成膜溶液pH值对化学转化膜的耐蚀性能的影响. 研究发现，DTPMPA与Zn²⁺共存时，二者发生螯合反应，并以Zn²⁺为交联剂通过多层组装在冷轧钢基体表面形成外观为蓝色的、厚度较为均匀的DTPMPA-Zn²⁺螯合物薄膜. 当成膜溶液的 pH=3.0、DTPMPA浓度为0.2%（除特别指出外，全文浓度均为质量百分数）、Zn²⁺浓度为0.044%时，化学转化膜展现出最优异的防腐性能，对基体的腐蚀保护效率可达91.6%.

Co₃O₄/Ti电催化膜电极制备及其苯甲醇催化氧化性能

郑玉梅，尹振，王虹，李建新

2018, 24(2): 122-128. doi:10.13208/j.electrochem.170407

摘要 ( 1010 )

PDF (30840KB) ( 1203 )

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本文采用浸渍涂覆法成功制备出多孔Ti负载纳米Co₃O₄电催化膜电极（Co₃O₄/Ti），以该膜电极为阳极，辅助电极为阴极，构建电催化膜反应器（electrocatalytic membrane reactor,ECMR）用于可控催化氧化苯甲醇制备苯甲醛和苯甲酸，并考察了 Co₃O₄/Ti 膜电极结构、电化学性能以及ECMR不同操作参数对苯甲醇转化率、苯甲醛和苯甲酸选择性的影响. 结果表明，负载Co₃O₄纳米颗粒可以显著提高Ti膜电极的电化学性能和催化活性. 在常温常压下，当反应物苯甲醇浓度为10 mmol·L^-1，pH为7.0，停留时间为5.0 min，电流密度为2.5 mA·cm^-2，苯甲醇的转化率达到49.8%，苯甲醛选择性为51.5%，苯甲酸选择性为23.6%.

阴极脱氯协同多孔Ti/BDD电极阳极电催化氧化对氯苯酚

陈荣玲，黄卫民，何亚鹏，时军，林海波

2018, 24(2): 129-136. doi:10.13208/j.electrochem.170310

摘要 ( 1231 )

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本文主要研究阴极脱氯协同阳极(多孔Ti/BDD 电极)电催化氧化对于对氯苯酚的电化学降解过程. 在有无阳离子交换膜电解槽体系下电化学降解对氯苯酚的实验结果表明，对氯苯酚的矿化主要在阳极区进行；无隔膜电解槽体系下，对氯苯酚在阴极还原形成的氯离子迁移到阳极，在阳极表面进一步生成了具有强催化氧化作用的活
性氯，与阳极产生的羟基自由基协同降解对氯苯酚；在阳离子交换膜电解槽体系下，阴极产生的氯离子难以通过阳离子膜迁移至阳极区，无隔膜电解槽呈现出更好的降解效率. 结合高效液相色谱技术确定阳极室的中间产物为对苯二酚、邻苯二酚、对苯醌和苯酚等，阴极室的主要产物是苯酚，并根据中间产物提出了对氯苯酚的降解路径.

锰氧化物聚苯胺复合电极材料的制备与性能

周田田，邬冰，邓超，高颖

2018, 24(2): 137-142. doi:10.13208/j.electrochem.170510

摘要 ( 981 )

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本文制备了二氧化锰和聚苯胺碳的复合电级材料(MnO₂-PAnC)，测试结果表明MnO₂-PAnC材料为松散结构组成的纳米颗粒. MnO₂-PAnC 材料的比电容最大可达459 F•g^-1，MnO₂-PAnC电极在较高的扫速下循环伏安曲线变形较小，表现出良好的可逆性. 交流阻抗测试结果表明，MnO₂-PAnC 电极电荷传递电阻小，表面离子扩散速度快. 充放电500个循环后，MnO₂-PAnC 电容的保持率仍高于60%. 以上实验结果表明，MnO₂-PAnC 是很好的超级电容器的电极材料.

一步共沉积法制备ZSM-5/PANI/PSS电活性膜及其电控选择性分离重金属Pb²⁺的动力学特性

乔文磊，杜晓，高凤凤，郑君兰，李莎莎，郝晓刚

2018, 24(2): 143-153. doi:10.13208/j.electrochem.170517

摘要 ( 1000 )

PDF (65211KB) ( 772 )

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本文采用双脉冲一步共沉积法制备了ZSM-5/聚苯胺/聚苯乙烯磺酸钠(ZSM-5/PANI/PSS)电活性膜，通过FT-IR、XRD和SEM对ZSM-5/PANI/PSS电活性膜进行了表征. 由水热法合成纳米级ZSM-5颗粒，经超声处理将ZSM-5分散，有利于合成均匀的ZSM-5/PANI/PSS电活性膜. 实验结果表明该电活性膜对Pb²⁺具有优良的选择分离性能，在10 mg﹒L^-1的Pb²⁺溶液中电控离子交换法对Pb²⁺的去除率是传统离子交换法的2.3倍，且前者的平衡吸附量是后者的2.5倍. 吸附过程满足Langmuir等温吸附方程，ZSM-5/PANI/PSS电活性膜对Pb²⁺的交换量高达235 mg·g^-1. 吸附过程为准一级动力学吸附，电控离子交换过程的准一级吸附速率常数(0.0227 g·mg^-1·min^-1)明显高于传统离子交换(0.0117 g·mg^-1·min^-1). 该电活性膜在电控离子交换处理废水领域具有很好的应用前景.

基于铁氰化钾电子媒介体及醛基吡啶盐的电化学免疫传感器

胡霞，申有名，沈广宇

2018, 24(2): 154-159. doi:10.13208/j.electrochem.170406

摘要 ( 886 )

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采用聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)将铁氰化钾电子媒介体固定在电极表面，构建免标记的电化学免疫传感器. 醛基吡啶盐不仅作为基底物质直接固定抗体，还可以很好地增强电极表面的导电性能. 将构建的传感器用于肿瘤标志物甲胎蛋白的检测. 其线性范围为0.01-20 ng·mL^-1，检测下限为0.004 ng·mL^-1（3 S/N）. 此传感器的构建简单方便、无标记、特异性好，为甲胎蛋白及其他肿瘤标志物提供了新的检测方法.

二氧化钼-碳复合涂层的电化学性能研究

李全一，杨琪，赵艳红

2018, 24(2): 160-165. doi:10.13208/j.electrochem.170409

摘要 ( 1096 )

PDF (43071KB) ( 1254 )

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应用简单的刮涂法以及真空煅烧可制备出承载在铜箔表面的二氧化钼-碳（MoO₂-C）复合涂层，并对样品的形貌、成分、结构和电化学性能进行分析.结果表明，该复合涂层由单斜结构的MoO₂纳米粒子和无定形碳组成.一些MoO₂纳米粒子承载在碳基体表面，其尺寸为5~30nm；一些MoO₂纳米粒子包覆在碳基体内部，其尺寸约为5nm. MoO₂-C复合涂层为多孔结构，其孔隙尺寸为1~3nm.该复合涂层与铜箔结合紧密，界面处没有裂纹.承载在铜箔表面的MoO₂-C复合涂层的比容量高、循环和倍率性能良好.在100mA·g^-1电流密度下，该负极经过100次循环后的比容量为814mAh·g^-1，在循环过程中没有出现明显的容量衰减，即使在5000mA·g^-1的高电流密度下，其比容量仍有188mAh·g^-1.

启动工况下质子交换膜燃料电池动态性能仿真分析

肖燕，常英杰，张伟，贾秋红

2018, 24(2): 166-173. doi:10.13208/j.electrochem.170607

摘要 ( 1220 )

PDF (794KB) ( 1416 )

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本文以等效电路模型为基础模型，结合动态气体压力模型和动态热传输模型建立了集总参数模型，在SIMULINK环境下，利用建立的模型模拟了电池启动过程，发现了电压的下冲现象，且电压的响应时间与电池温度的响应时间基本一致，说明启停过程中电池温度对电池的动态性能影响很大. 进一步从温度角度对模型中决定电池输出电压大小的热力学电动势、活化过电势、欧姆过电势和浓差过电势的动态响应情况进行了分析，发现启动过程电压的下冲现象主要由电池活化过电势和欧姆过电势的过冲引起；当以阶跃信号形式输入温度时，启动过程电池输出电压响应很快且未发生下冲现象，说明提高电池温度的响应速度能够改善电池的动态性能.

锂离子电池负极材料Li₃V₂(BO₃)₃/C 复合材料的合成及电化学性能研究

王友，曾一文，钟星，刘星，汤泉

2018, 24(2): 174-181. doi:10.13208/j.electrochem.170328

摘要 ( 927 )

PDF (85317KB) ( 591 )

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本文以草酸锂、五氧化二钒、硼酸为原料，二水合草酸为碳原和还原剂，无水乙醇为分散剂，采用球磨法合成了Li₃V₂(BO₃)₃/C（LVB/C）复合材料前驱体，后经高温热处理得到LVB/C复合材料. 采用TG-DTA技术对前驱体进行了热分析，通过XRD、SEM、EDS等技术研究了烧结条件对 LVB/C 材料的晶体结构、微观形貌、含碳量的影响. 通过恒流充放电测试、循环性能测试、循环伏安测试和电化学阻抗测试等技术研究了烧结条件对 LVB/C 材料电化学性能的影响. 电化学测试结果表明，800 ℃下烧结10 h得到的样品电化学性能最佳，在50 mA•g^-1电流密度下，首次充放电比容量分别为427.6 mAh•g^-1和669.1 mAh•g^-1，循环10次后，容量保持率分别为55.4 %和35.2 %.

质子交换膜燃料电池输出性能的数值模拟

罗鑫，陈士忠，吴玉厚

2018, 24(2): 182-188. doi:10.13208/j.electrochem.170505

摘要 ( 1689 )

PDF (31187KB) ( 1404 )

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运用COMSOL软件模拟分析3种流道下的质子交换膜燃料电池输出性能. 在相同的操作条件下，比较了单蛇形流道、交指流道以及混合流道之间的性能差异，详细说明了3种流道下质子交换膜燃料电池输出性能差异的原因. 由模拟结果分析得出，混合流道输出性能最好，交指流道输出性能其次，单蛇形流道输出性能最差；混合流道的排水能力最好，氧气浓度分布的最均匀；混合流道阴极进出口氧气浓度差最小. 模拟结果对质子交换膜燃料电池结构的优化和设计具有重要的指导意义.

旋转磁场对质子交换膜燃料电池工作性能的影响

吴懋亮，王恩泽，潘广德，刘中俊，谢飞

2018, 24(2): 189-193. doi:10.13208/j.electrochem.160815

摘要 ( 1114 )

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外加磁场可以提高PEM（Proton Exchange Membrane，质子交换膜）燃料电池的工作性能，本文通过在PEM燃料电池表面分别附加正方形梯度磁场、同极性组合圆柱形磁场以及异极性组合圆柱形磁场，分析旋转磁场、静态磁场以及未加磁场3种磁场环境下燃料电池的输出功率密度变化. 研究发现，外部磁场的分布规律不同，磁场的变动对燃料电池的影响也不相同，尤其是异极性组合磁场，旋转的磁场使燃料电池的最大功率密度提高了21.27%，明显高于加载静态磁场时提高的11.70%. 旋转磁场产生的效果与磁场旋转速度有关，提高转速有利于增强磁场对燃料电池工作性能的影响，当转速为30 r·min^-1时影响最大，随着转速进一步提高，影响效果逐渐变差。

能源与电催化的碰撞—第一届能源电催化青年科学家论坛会议评述

李宏, 蔡文斌

2018, 24(2): 194-196. doi:10.13208/j.electrochem.180441

摘要 ( 1087 )

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