In及In-Sn电极电还原CO2的研究

CO2电还原技术在降低"温室效应"、缓解能源危机及消除密闭环境的CO2等方面都有很重要的意义.本文利用电沉积的方法制备了用于电还原CO2的In及In-Sn电极,在三电极测试体系及电解槽中,对所制备的电极进行活性及稳定性测试.在常温常压和2 000 A·m-2的电流密度下,所制备的In和In-Sn电极(43 cm2)电还原CO2,生成HCOOH的速率分别达到0.585 L·h-2,0.922 L·h-2.在40 h的电解测试中,两者皆具有较好的稳定性.In-Sn较In具有更高的CO2电还原活性,是一类更具应用前景的电极.     

铟的沉积及其在CO2电还原中的应用

介绍了铟的不同沉积方法及铟电极在CO2电还原中的应用。在铟的沉积方法中，以硫酸盐型电镀铟的效果较好，并且较为实用。本文还综述了铟作为电极在水溶性介质与非水介质中电还原CO2的研究概况，分析了温度、压力、电极电位以及电解质等因素对其还原选择性及法拉第效率的影响。     

In及In-Sn电极电还原CO2动力学参数测试

在三电极测试体系中对所制备的In及In-Sn电极分别进行了电还原CO2的动力学参数测试.通过极化曲线测试了这2种电极的电荷传递系数α及交换电流密度i0.In及In-Sn电极上电还原CO2的电荷传递系数分别为0.0695和0.0423,交换电流密度分别为0.463 A/m2和6.665 A/m2.通过交流阻抗谱测试了In及In-Sn电极电还原CO2的法拉第阻抗,分别为13.972 Ω和10.466 Ω,In-Sn电极上的表面电容大于In电极.测试结果说明了In-Sn电极的电活性要高于In电极,电极比表面积的不同可能是导致电极活性高低的重要原因.     

铟电极上电催化还原CO2

采用电镀法制备了In/Cu、In/Fe电极.用电化学测试方法考察了上述电极对CO2在0.2 moL/L的KHCO3溶液中还原反应的电催化活性,并对反应主要产物及电流效率进行分析.实验结果表明,基体上电镀铟有利于CO2的电催化还原,电还原产物主要是甲酸;在几种电极中,In/Cu电极的电催化活性最高,在-1.8 V时获得甲酸的电流效率为32.2%.最后展望了基体电镀的研究方向.     

电还原CO2铟电极的制备研究

通过在硫酸盐型镀铟液中电沉积铟来制备用于电还原CO2的阴极材料.利用正交实验的方法研究了铟电极的制备工艺.实验结果表明,制备铟电极较佳的工艺条件为:硫酸铟50 g/L,硫酸钠10 g/L,电流密度0.5A/dm2,温度25℃,pH值控制在2.0～2.7.该工艺制备的铟电极电还原CO2生成甲酸的电流效率达到39.2%,电解稳定性良好.     

不同电解液离子对CO2电还原的影响

研究了纯水、KHCO3溶液、Li2CO3溶液、K2SO4溶液、K2CO3溶液及不同浓度KHCO3溶液做电解液时对CO2电还原的影响,初步探讨了电解液中存在不同离子时CO2电还原的反应机理.试验结果表明,CO2还原效果为:纯水＜饱和Li2CO3溶液＜K2SO4溶液＜K2CO3溶液＜KHCO3溶液,且随KHCO3溶液浓度的增大呈现出抛物线趋势.最适合的电解液为0.2 mol/L的KHCO3溶液.     

CO2电催化还原的研究

以混合的金属氧化物RuO_2、TiO_2、Ag_2O和SnO_2对钛表面进行了修饰,得到了四个不同氧化物组成的钛电极,即RuO_2 TiO_2/Ti(35:65,A)、RuO_2 TiO_2/Ti(25:75,B)、RuO_2 TiO_2 Ag_2O/Ti(C)和RuO_2 TiO_2 SnO2/Ti(D),采用循环伏安法研究了其常温常压下在0.1mol/L的KHCO3水溶液中的电化学行为,在-900mV的恒定电位下进行了CO2的还原,分析了电极的稳定性和还原产物的情况。结果表明,金属氧化物电极对CO2还原产生了很好的催化作用,-900mV下对甲酸和甲醇有高的选择性,还原的液相产物中仅发现了甲酸和甲醇,电极A、B、C和D上生成甲酸和甲醇的总电流效率分别为84.4%、57.4%、93.1%和88.1%,且长时间电解过程中电极具有很好的稳定性,是有很好应用前景的催化电极材料。     

电化学测量技术在多孔电极性能研究中的应用

多孔电极由于具有很大的比表面积,具有较高的电化学反应活性,因而受到广泛的研究。利用电化学测量方法不仅可以表征多孔电极的电性能,还可以表征多孔电极在结构与电极过程动力学等方面的特性。本文介绍了利用恒电流阶跃法和恒电位阶跃法等电化学测试手段测量多孔电极的比表面积,欧姆补偿电阻,内部离子电阻以及过渡时间等参数的方法。     

感应荷电喷雾静电场分布规律与荷电特性

基于感应荷电理论,发现雾滴的荷电效果与充电电场有关.为了解荷电喷雾中环形电极诱导的静电场分布特性,在静电场物理模型建立的基础上,利用电磁分析软件Ansoft Maxwell对其进行了数值模拟,并通过实验验证了感应静电场分布对雾滴荷电效果的影响.结果表明:感应荷电喷雾中的静电场场强沿轴向迅速衰减,有效荷电区域在喷嘴与环形电极之间;增大荷电电压或减小电极环直径,电极处感应电场强度增强,雾滴的感应荷电效果提高;增大电极间距,电极处感应电场强度减弱,而雾滴的感应荷电效果提高.     

PEMFC阳极抗H2S性能研究进展

质子交换膜燃料电池(PEMFC)采用重整气为燃料时,阳极气体杂质是影响其性能的主要原因。目前燃料电池阳极杂质对膜电极性能影响主要集中在对CO的研究上,而杂质中H₂S对膜电极影响的报道较少,但事实上H₂S对电池性能的影响比CO的影响更严重。本文综述了质子交换膜燃料电池(PEMFC)的H₂S中毒机理,从增设过滤器、纯净氢气法、电化学恢复、抗硫中毒催化剂四个方面详细介绍了目前抗H₂S研究的发展现状。     

电沉积Ni-S、Ni-W-S合金析氢阴极的研究

在电沉积法制备Ni-S合金电极的基础上,向镀液中添加钨酸钠制备了Ni-W-S合金电极.电化学测试结果表明,Ni-W-S合金电极和Ni-S合金电极的催化性能都要好于其他电极,Ni-W-S合金电极的性能随着钨酸钠浓度的升高而降低.计算了电极的电极反应动力学参数(包括Tafel斜率b、交换电流密度i0 和过电位),解释了Ni-W-S合金电极和Ni-S合金电极在不同电流密度区活性不同的原因.恒电流电解表明,Ni-W-S合金电极具有较高的稳定性.电极的微观形貌用SEM进行表征,成份用能谱进行分析,通过X射线衍射分析电极的晶型结构.     

B级碳素船体钢焊接接头耐蚀性研究

通过室内腐蚀挂片及电化学测量试验 ,研究了B级碳素船体钢三种常见焊接接头的耐海水腐蚀性能。结果表明 :在海水中 ,接头的焊缝区最易受到腐蚀 ,其次为母材 ,热影响区腐蚀最轻 ;几种接头相比 ,B级碳素船体钢与J4 2 2焊条匹配后焊接接头的综合耐蚀性高于其与J50 7和H0 8MnSi2A两种焊接材料匹配后接头的耐蚀性。     

PANI／PPY／TiO2复合薄膜的制备及其防腐蚀性能

以苯胺（aniline）和吡咯（pyrrole）为电聚合单体,采用循环伏安法在不锈钢电极表面电沉积出PANI/PPY/TiO2导电共聚物/无机复合薄膜．采用CV、SEM和FT-IR等测试手段对其电聚合过程、微观结构和分子结构进行了分析,同时通过Tafel极化曲线法、EIS电化学阻抗谱对PANI/PPY/TiO2薄膜在3.5％NaCl溶液中的耐腐蚀性能进行了研究．结果表明：TiO2的添加提高了导电聚合物薄膜的阳极保护和抑制腐蚀反应中电荷转移的能力,使PANI/PPY/TiO2复合薄膜的金属保护能力明显优于PANI和PANI/PPY薄膜．     

内河航道能力提升对区域交通系统的节能减排效果

为定量评估交通运输方式转换对区域节能减排的贡献,以内河航道能力提升为重点,运用Logit模型计算内河航道能力提升后对铁路和公路货运量的分担率。根据能耗和排放相关参数分别确定运输方式转换前后所需能耗和所产生的CO_2排放量,对比分析内河航道能力提升对区域节能减排的贡献。以山东省小清河复航工程为例,采用所构建的计算模型进行分析,结果显示该项目的节能和CO_2减排量达32. 10%,表明内河航道能力提升对区域交通系统的节能减排效果显著。     

柴油发电机组电控测试仪器的设计制造

为配合柴油发电机组发电能力和各项性能指标的检测,对比不同电导率的电解质导电性能,连续调整电极的间距、电极的面积,实现连续变化电极之间的电阻值,设计制造可调纯阻性负载,并通过制造和选配高精度电控测试仪器获得理想的检测效果。     

超级电容器碳材料的研究现状与发展

双电层电容器是近年发展起来的一种新型储能装置.本文简单地介绍了超级电容器的类型以及电极材料的储能原理,对目前所使用的活性炭粉、活性炭纤维、炭气凝胶、碳纳米管等炭电极材料进行了比较.     

稀土对锌电极在碱性溶液中耐蚀性能的影响

本文通过动力学参数测试,析气实验研究了添加稀土金属对锌电极在碱性溶液中耐蚀性能的影响,结果表明添加少量稀土元素可以显著提高锌电极在碱性溶液中的耐蚀性.     

镍钼基合金析氢电极材料的研究进展

本文分别从几何因素和能量因素方面探讨了镍钼合金电极的析氢机理,简要介绍了Ni-Mo合金的制备方法,概述了用电沉积方法制备镍钼基合金的研究现状,通过对微观结构的比较分析了多元合金电极和复合电极能够提高析氢性能的原因,最后指出多元合金电极与复合合金电极是今后镍钼基合金电极发展的重要方向。