玻碳汞膜电极阳极溶出伏安法直接测定痕量铋

铋化合物有毒,所以检测环境中的铋具有一定意义。地壳中铋的含量很少,因此要求分析方法有较高的灵敏度。但一般分析方法如分光光度、原子吸收、发射光谱、中子活化等灵敏度均不甚高,其中有的方法干忧较大,需要进行繁琐的分离和浓缩手续。较灵敏的火花源质谱测铋的下限也只有1×10~(-9)克/毫升·而阳极溶出伏安法测铋有很高的灵敏度,检测极限可达5×10~(-11)克/毫升和4-5×10~(-12)克/毫升。在水介质中测定复杂体系中的     

PbO2电极的改性及其在难降解有机废水电化学处理中的应用

电化学方法处理难降解有机废水是一种很有前途的技术,其应用的关键是开发出高效、稳定、低成本的电极材料.PbO2电极在工业领域具有广泛的应用基础,具有较高的析氧电势和电催化活性,被认为在电化学处理难降解有机废水方面有重要的应用前景.本文对PbO2电极制备方法与改性以及在难降解有机废水电化学处理中应用的研究成果和最新进展进行了综述,并对该研究领域今后的发展趋势进行了分析.     

PbO2电极的改性及其在难降解有机废水电化学处理中的应用

电化学方法处理难降解有机废水是一种很有前途的技术,其应用的关键是开发出高效、稳定、低成本的电极材料.PbO2电极在工业领域具有广泛的应用基础,具有较高的析氧电势和电催化活性,被认为在电化学处理难降解有机废水方面有重要的应用前景.本文对PbO2电极制备方法与改性以及在难降解有机废水电化学处理中应用的研究成果和最新进展进行了综述,并对该研究领域今后的发展趋势进行了分析.     

钛修饰电极的制备及电化学性能比较

通过电沉积法在钛网(Ti)上负载钯、钯镍双金属及聚吡咯(PPy)双金属,对比研究不同修饰对电极电化学催化活性的影响。循环伏安测试(CV)表明,在最佳制备条件下,Pd/Ti电极在-500 mV(以Hg/Hg₂SO₄为参比电极)左右获得氢吸附峰值为-59.47 mA;引入Ni制备双金属修饰电极(PdNi/Ti电极)获得氢吸附峰值为-64.40 mA,双金属修饰电极表现出较好的电催化性能;吡咯修饰后制得的Pd-Ni/PPy/Ti电极获得的氢吸附峰值最大,峰值为-80.14 mA,电催化性能更优。扫描电镜(SEM)分析了Ni和PPy的引入对电极表面形态的改变。利用原子发射光谱(AES)分析了电极表面Pd、Ni金属的负载量。实验表明,Ni与PPy的引入使Pd-Ni/PPy/Ti电极在大大减少钯负载量的情况下,仍具有很好的电催化性能,电化学脱氯潜能也很大。     

三维电极电化学反应器深度处理焦化废水

为探索焦化废水深度处理新途径,采用了焦粒、活性炭负载Mn（NO3）2和Zn（NO3）2化合物粒子电极为第3极的三维电极反应器对二级生化处理后的焦化废水进行深度处理。考察了焦化废水中有机物去除的影响因素及处理效果,并探讨了有机物的降解动力学。结果表明,以焦粒为载体的粒子电极三维电极系统在pH为6.5,电导率为4 580μS/cm,电流密度为16 mA/cm2,投加量大于25 g/L时,降解20 min,COD去除率超过35%以上。焦化废水的降解的动力学研究表明,焦化废水降解符合表观一级反应动力学规律。该研究可为三维电极反应器在焦化废水深度处理工程应用中提供参数依据。     

电化学阴极活化掺硼金刚石膜电极

掺硼金刚石膜(BDD)电极是一种理想的用于电化学分析微量重金属离子的非汞电极,选择合适的BDD电极类型和探索简便的活化BDD电极的方法对提高其电分析检测能力和延长其使用寿命具有重要意义。本研究考察了3种硅基掺硼浓度(B原子浓度分别为2×1020/cm3、8×1020/cm3和27×1020/cm3,简写为BDD-2、BDD-8和BDD-27)的BDD电极经历相同的阴极预处理:在0.5 mol/L H2SO4溶液中,阴极恒电位(-3V vs.饱和甘汞电极)极化5、10、20、30和50 min后,以铁氰化钾/亚铁氰化钾为氧化还原探针,用交流阻抗和循环伏安技术表征了阴极极化后的BDD电极的电化学活性,并用阳极溶出伏安法,通过对一系列已知浓度的铅离子的测量试评估了阴极活化的效果。结果表明,电化学阴极预处理能显著提高3种掺硼浓度的BDD电极的表面活性,但阴极活化效果与BDD的掺硼浓度和阴极预处理时间有关,BDD-27和BDD-8的最佳阴极预处理时间分别为30 min和10 min,BDD-2因表面活性太差并不适合用于电分析。     

活性炭颗粒填充三维电极电化学烟气脱硫的研究

基于三维电极电化学技术较高的反应效率和不产生废弃物等优点,将这一先进的反应器运用到烟气脱硫领域.用活性炭作为工作电极,在通电状况下,将模拟烟气通入反应器发生反应.通过一系列试验,分析了填充床厚度、槽电压、进气流量、通电时间对脱硫率的影响,并且探讨了该反应的反应原理.     

软模板法碳电极制备及在废水脱盐中的应用

采用软模板法制备中孔炭电极,利用比表面及孔径分析仪、循环伏安法对自行制备的电极与市售进口电极的性能指标进行表征,比较二者的性能差异;探讨施加电压、进液流量和进液电导率等因素对电吸附效果的影响,确定最佳操作条件,并分别用两种等面积的电极处理含盐废水,进行脱盐性能的比较.研究结果表明,采用软模板法制备的碳电极,其BET比表面积1 517 m2/g,最可几孔径2.04 nm,平均孔径3.36 nm,比电容50.13 F/g.实验装置安装一对电极,电极面积共400 cm2,电吸附的最佳操作条件为施加电压1.2 V、进水流量30 mL/min,NaCl浓度664 mg/L(电导率1 000 μS/cm),对含盐废水电导率的去除率为57.80%,对NaCl的饱和吸附量为7.03 mg/g.自制电极对废水中的TDS的吸附量为9.96 mg/g,高于市售进口电极,总硬度的去除率高于市售进口电极40%左右.     

三维电极电化学氧化法深度处理DOP生产废水的研究

采用以铁板作阴、阳极,活性炭作填充粒子的三维电极电化学氧化法深度处理DOP生产废水。探讨了废水的pH、槽电压、极板间距、活性炭投加量和反应时间等因素对COD去除率的影响,并通过正交实验确定了处理DOP废水的最佳工艺条件,还对COD的降解动力学规律进行了初步探讨。结果表明,三维电极电化学氧化法处理DOP生产废水的最佳工艺条件为:pH值为5、电极间距为4 cm、槽电压为25 V、活性炭投加量为12 g/L、电解时间为90 min。在此条件下,COD去除率可达71.5%,出水COD浓度为50.9 mg/L,达到国家污水综合排放标准(GB8978-1996)的一级标准。三维电极电化学氧化法对COD的降解反应呈表观一级反应,降解速率方程为C=C0e-0.0124t。     

铜镍纳米结构修饰多孔电极的电化学硝酸根还原

利用电化学将硝酸根转化为有价值的氨是硝酸盐处置绿色、低碳的途径。本研究制备了铜镍纳米结构修饰多孔电极(Ni-Cu NW),同时构建了电场与流场相协同的穿透式电化学反应器体系。在施加-0.6 V (vs. RHE)电位条件下,该体系氨法拉第效率可达到(84.35±3.63)%,而泡沫Cu电极的法拉第效率仅为(17.2±0.63)%。在定制的穿透式反应器中,Ni-Cu NW电极在−0.6 V、300 r·min⁻¹转速条件下对1 400 mg·L⁻¹ NO₃^--N 溶液电解,100 min后硝酸盐的转化率接近100%,氨选择性为85.5%。电子自旋共振能谱(ESR)和H_ads淬灭实验证明除了电极直接还原硝酸盐,体系中的H_ads可帮助进一步还原硝酸盐。以50 mA·cm⁻²恒电流密度运行24 h,运行前后电极的硝酸盐还原性能未产生明显变化。     

废润滑油再生燃油及其碳烟热重特性研究

为合理评价废润滑油再生燃油的热稳定性及其燃烧生成碳烟的氧化活性,采用热重分析法研究了废润滑油再生燃油及碳烟的热重特性,同时采用Coats-Redfern方程计算了燃油与碳烟的热动力学参数。结果表明:(1)分别采用一级、二级动力学模型求解2种燃油及其碳烟的热动力学参数,热动力学参数的拟合直线的线性相关性较好。(2)再生燃油的热稳定性比柴油好。最大失重速率对应的温度接近燃油的着火温度。再生燃油、柴油的活化能分别为44.2、39.2kJ/mol。(3)碳烟存在3个明显的质量损失阶段。(4)再生燃油燃烧生成碳烟的10%失重时对应的起燃温度高于柴油,两者燃烧生成碳烟的50%失重时对应的起燃温度相差不多。     

介孔二氧化钛/导电碳毡光电极制备及其苯甲醛降解机理分析

基于表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵为液晶模板,以四氯化钛为钛源,导电碳毡为载体,通过超声波辅助水热法(ultrasound-assisted hydrothermal method, UH)制备介孔二氧化钛/导电碳毡复合体材料(mesoporous titania/conductive carbon felt, MPT/CCF) (UH-MPT/CCF),为了探讨其结构与光电催化活性,直接采用水热法制备介孔二氧化钛/导电碳毡(H-MPT/CCF)和无孔二氧化钛/导电碳毡(no porous titania/conductive carbon felt, NPT/CCF)复合体材料,利用XRD、XPS、SEM、TEM、TG-DTA、N2吸附-脱附等方法对样品结构进行表征,以气相苯甲醛为目标降解物,研究UH-MPT/CCF的光电催化性能及其对气相苯甲醛的降解机理。结果表明,UH-MPT/CCF材料通过介孔化增加了活性中心(·OH和Ti3+),通过CCF的负载提高了对目标降解物的吸附富集,通过偏电压促进光生电子-空穴对的分离,在这三方的协同作用下UH-MPT/CCF对苯甲醛在100 min内降解率为83.9%,分别是H-MPT/CCF、NPT/CCF和P25/CCF的1.38、1.75和2.38倍。气相苯甲醛光电催化降解产生的主要中间产物是苯、1,3-己二烯-5-炔,以及少量的3,3,5-三甲基环己烯、2,3-二甲基-1,3-庚二烯、3-甲基-3-环己烯-1-醇等。根据GC/MS分析结果,进一步提出了气相苯甲醛的降解机理。     

运用BDD电极优化废水中氨氮的直接电化学检测方法

针对高氨氮条件下离子选择电极稳定性差的问题,筛选了3种市售硼掺杂金刚石(BDD)电极,以探究直接电化学检测氨氮的可行性.采用极化曲线法测试了3种BDD电极的析氧、析氢和析氯电位,以获得最佳电势窗口.采用循环伏安法研究了氨氮在3种BDD电极上的氧化还原行为,在1.6 V处发现了明显的氨氮氧化峰,可为氨氮直接检测提供定性依...     

磷化钴-泡沫钴自支撑电极电化学还原溴酸盐

开发活性高和价格低廉的电极材料是溴酸盐(${\rm{BrO}}_3^ - $)电化学还原技术的关键。贵金属电极因其高活性受到广泛关注,但贵金属储量低且价格昂贵导致其推广应用受限。为此,本研究在不使用粘结剂的情况下,通过直接在高温条件下将磷化泡沫钴原位生长转化为磷化钴,从而制备出磷化钴-泡沫钴自支撑电极(CoP/CF),并将其用于电化学还原${\rm{BrO}}_3^ - $。结果表明：350 ℃下磷化制备的电极CoP/CF-350性能最优;当${\rm{BrO}}_3^ - $初始质量浓度为250 μg·L⁻¹、电流密度为5.0 mA·cm⁻²时,该电极对${\rm{BrO}}_3^ - $去除率为97.6%,相应的能耗为0.014 kWh·mg⁻¹。循环伏安测试(CV)和淬灭实验结果表明,${\rm{BrO}}_3^ - $的去除归因于直接电子传递和活性氢(H^*)间接还原的协同作用。原位生长的CoP作为双功能催化剂,起到了电子传递媒介和桥梁的作用,强化了${\rm{BrO}}_3^ - $的还原。经过5次循环实验后,CoP/CF-350电极仍保持良好电催化活性,说明其具有良好的稳定性。     

新型三维电极生物膜反应器启动特性

为提高三维电极生物膜工艺(3DEBR)脱氮效率,通过改变反应器内部电极布置形式和极板间距,探讨了新型结构反应器启动运行和反硝化脱氮特性.结果表明,新型结构反应器挂膜迅速,启动快,脱氮效果更高,TN和NO3--N的去除率稳定在94.87%和99%左右;且具有较强的缓冲pH值能力;在一定程度上抑制了NO2--N、NH4+-N的积累以及高电流条件下碳棒的电解.新型结构的反应器能在高电流条件下获得较高的脱氮效率和稳定的出水水质.     

介孔(TiO2-M)/导电碳毡光电极制备及其光电催化性能

以表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵、四氯化钛和金属离子分别为造孔模板、钛源和掺杂剂,通过水热法合成金属离子掺杂介孔二氧化钛（MPT-M）负载导电碳毡（CCF）复合材料（（MPT-M）/CCF）。利用X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、傅里叶红外（FT-IR）、N2吸附-脱附和热重-差热（TG-DTA）等对样品结构进行表征。以气相苯甲醛为目标降解物,探讨了合成材料在紫外光和可见光下的催化性能。结果表明,金属离子Pt的掺杂降低了（MPT-Pt）/CCF的粒径,提高了比表面积和羟基浓度,使得（MPT-Pt）/CCF的光催化活性明显高于其他3种样品（（MPT-Mn）/CCF、（MPT-Fe）/CCF、（MPT-Zn）/CCF）,并且具有较好的重复使用性能。最佳的光电催化降解条件为温度35℃、相对湿度55%、偏电压为10 V、初始浓度如40 mg·m-3。     

双阴极MFC启动过程中的电化学特性

构建以污水处理厂二沉池污泥接种的双阴极微生物燃料电池（MFC）,用循环伏安法（CV）、交流阻抗法（EIS）表征了MFC启动阶段的电化学特性。结果表明：经过3个周期的运行,输出电压稳定,反应器启动成功,启动阶段厌氧-好氧和厌氧-缺氧部分输出电压的最大值分别为175和336 mV。缺氧阴极,厌氧阳极电极生物膜CV检测中出现氧化还原峰,随着启动时间的增加,其峰值电流逐渐增大;而好氧阴极电极生物膜的CV检测结果中未出现明显的氧化还原峰。悬浮污泥的CV检测结果中出现了成对的氧化还原峰,表明生物代谢过程中有电子中介体产生。EIS结果说明电极的欧姆内阻和扩散内阻基本保持不变,极化内阻在不断减小,很好地反映了产电微生物在电极上富集的过程。启动成功后缺氧、厌氧和好氧电极的极化内阻值分别为2.86、2.33和57.64 Ω,好氧阴极极化内阻值较大,表明其电极生物膜催化能力较弱。     

椰壳碳基吸附剂的脱汞特性

为研究来源于生物质的椰壳活性炭对单质汞的脱除性能, 采用化学浸渍法对椰壳活性炭进行化学改性处理,并在小型实验台架上考察了椰壳碳基吸附剂的脱汞性能.并对改性前后的样品进行了BET和SEM表征分析以研究改性前后椰壳活性炭的变化规律.结果表明,改性后椰壳活性炭具有较强的脱汞能力,特别是在140℃、180℃时的脱汞效率仍保持在95%以上.改性后椰壳活性炭具有更多的利于脱汞的官能团,其主要靠化学吸附脱汞.烟气中低浓度的SO2与NO对汞的脱除有一定的抑制作用,而HCl有一定的促进作用.     

稻田土壤溶液中溶解性有机氮、碳的空间分布及其微生物降解特性

通过测坑定位试验,测定了稻田不同深度土壤溶液中溶解性有机氮(DON)、溶解性有机碳(DOC)的含量,并将原位提取的土壤溶液加入到人工土壤中,开展土壤溶液中DON、DOC的微生物降解试验,研究不同施肥处理DON、DOC的含量分布及其微生物降解特性。结果表明:(1)两种施肥处理0~10cm土壤溶液中TN、DON显著低于其他两层土壤;土壤溶液中DON占TN的比例均在62.9%~79.8%,为氮素组成的主要形式。(2)有机无机混合肥处理中DOC占TC的比例随土壤深度加大而逐渐增加,比例为21.1%~25.1%,而无机肥处理中DOC占TC比例则是逐渐下降,比例为18.9%~20.0%。(3)稻田土壤溶液中DON和DOC具有较好的微生物降解特性。降解28d后,DON占初始DON的30.1%~34.9%,而DOC占初始DOC的24.3%~28.2%。     

电吸附活性炭电极制备及电吸附特性

电极的材料和制备是电吸附技术的核心。本研究进行了活性炭电极的制备、改性和表征,并分析其电吸附特性。结果表明,物理化学改性活性炭电极比表面积可达748.54 m2/g,分别是物理改性、化学改性活性炭电极的1.22和12.16倍,电吸附效果最佳。其对NaCl紊态电吸附效果是物理改性活性炭电极的1.28倍,化学改性活性炭电极的3.75倍。对NaCl紊态电吸附单位吸附量为7.19 mg/g,是静态吸附的8.78倍。对NaCl、Na2SO4和Na3PO4紊态电吸附单位吸附量依次为5.94、11.83和21.47 mg/g,单位吸附量和吸附平衡时间随着被吸附离子的负电荷增加而增加。紊态电吸附过程符合一级动力学,吸附过程是由扩散机制控制的、伴随着电场作用的慢吸附过程。