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环境工程学报 2024年第5期18卷 1395-1405页

作者：梁越丁静童华北京化工大学化学工程学院北京100029

以EDTA为螯合剂的亚铁络合脱硝液能够快速吸收NO,但其面临着还原再生效率低下的问题。针对吸收产物Fe(Ⅱ)EDTA-NO(F-NO)和Fe(Ⅲ)EDTA的阴极催化电化学还原制备了一种以泡沫镍为基底的Fe、Cu双金属复合电极,通过SEM、XPS、XRD等材料表征... 详细信息

以EDTA为螯合剂的亚铁络合脱硝液能够快速吸收NO,但其面临着还原再生效率低下的问题。针对吸收产物Fe(Ⅱ)EDTA-NO(F-NO)和Fe(Ⅲ)EDTA的阴极催化电化学还原制备了一种以泡沫镍为基底的Fe、Cu双金属复合电极,通过SEM、XPS、XRD等材料表征分析验证了此电极制备方法的可行性。电化学催化活性测试表明,还原FNO时设定阴极电位为-0.5 V(***),pH为3~4之间,可以实现72.6%的F-NO还原率和83.19%的NH_(4)^(+)选择性;还原Fe3+时选定阴极电位为-1.2 V(***),pH=2~3,此时还原产生Fe^(2+)的法拉第效率最高可以达到76.14%。此外,还考察了此电极连续工作10 h的还原效果,结果证明了其在实际运行中具有良好的稳定性。

关键词：电催化还原复合型电极亚铁络合脱硝液 Fe(Ⅱ)EDTA-NO Fe(Ⅲ)EDTA

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泡沫镍复合电极应用于亚铁络合脱硝液电催化再生的研究

泡沫镍复合电极应用于亚铁络合脱硝液电催化再生的研究

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作者：梁越北京化工大学

学位级别：硕士

以EDTA为螯合剂的亚铁络合脱硝液能够快速吸收NO,但其面临着还原再生效率低下且成本投入过高的问题。本文基于电催化还原方式,制作了一系列以泡沫镍为基底的复合金属电极,探究了不同电极对Fe（Ⅱ）EDTA-NO（F-NO）和Fe（Ⅲ）EDTA的电化... 详细信息

以EDTA为螯合剂的亚铁络合脱硝液能够快速吸收NO,但其面临着还原再生效率低下且成本投入过高的问题。本文基于电催化还原方式,制作了一系列以泡沫镍为基底的复合金属电极,探究了不同电极对Fe（Ⅱ）EDTA-NO（F-NO）和Fe（Ⅲ）EDTA的电化学还原效果。考察电极制作条件与还原参数对电极催化性能的影响,并根据前述研究结果搭建了一套同步吸收-电还原络合脱硝液的组合工艺,对复合电极的实际应用展开论述。本文的研究内容主要分为4个方面:（1）以共沉积法制作了Pt、Cu双金属复合电极。通过改变Nafion油墨保护层的涂覆方式、金属前驱体种类、沉积电压和沉积时间等条件,证明以K2Pt Cl4和Cu Cl2·2H2O作为金属前驱体,在-3.0 V（***）的还原电位下沉积450 s,并将Nafion油墨层喷涂覆盖在NF表面形成的复合电极具有最高的电催化活性和稳定性。该电极在-1.0 V（***）的恒电位下还原2 h后可以获得72.075%的F-NO转化率和59.22%的N2选择性,电流密度稳定保持在10.3～12.5 m A/cm2范围内。EIS测试表明该电极具有最低混合涂层电阻（6.351Ω/cm2）和最高的离子扩散速率。在-0.8 V（***）的恒电位下,F-NO转化率为63.2%,产生NH4+的选择性相对低电位更高。利用it恒流计时法测试循环使用稳定性,发现该电极在-0.5 V（***）电位下的电流密度能始终保持在7～7.5 m A/cm2左右。SEM、XPS和XRD的表征结果充分说明采用共沉积法可以使Pt、Cu以多种价态的形式有效沉积在NF上,电极经多次使用后仍能保持丰富的活性位点和稳定的晶体结构。（2）以液相还原-干膜成型法制备了Fe、Cu双金属复合电极。EIS测试结果表明,双金属共掺杂的NF-Fe/Cu@MWCNTs电极表现了最佳的电荷传导和离子扩散性能。该电极催化还原F-NO的转化率高达82.1%,NH4+选择性为75.5%,Fe3+的还原率可以达到71.3%,还原液重吸收NOx的脱硝率于1 h后仍能保持在60%左右。讨论了不同电位和p H对NF-Fe/Cu@MWCNTs还原F-NO和Fe（Ⅲ）EDTA效果的影响,确定了该电极的最佳应用条件:还原F-NO时设定阴极电位为-0.5 V（***）,p H=3～4,可获得72.6%的F-NO还原率和83.19%的NH4+选择性;还原Fe3+时选定阴极电位为-1.2 V（***）,p H=2～3,Fe3+还原率可以达到最高值56.86%,法拉第效率为33.02%。使用SEM、XPS和XRD等表征方法证明电极具有良好的微观形貌和应用稳定性。（3）基于液相还原-干膜成型法,通过调整PVP与Pt的摩尔比获得3组具有不同粒径尺寸的Pt电极。SEM和电化学测试结果显示,PVP∶Pt=5∶1（n∶n）的电极具有最佳金属分布结构和最小的表面膜阻抗（4.81Ω/cm2）。催化F-NO的转化率可达到71.9%左右,Fe2+再生浓度高达12.29m M。通过调配Pt、Cu摩尔比（3∶4、1∶1、2∶1）制作3块复合金属电极。SEM结果显示,Cu颗粒的球簇结构会随着Pt原子占比的增加而发生明显变化。比例为1∶1的电极具有最高的F-NO转化率（82.1%）和N2选择性（88.88%）。（4）通过改变还原条件确定NF-Fe/Cu@MWCNTs电极在Fe2+/EDTA摩尔比=1∶2.5,溶液p H处于弱酸性,两极片间距为1.5 cm时的同步吸收-电催化还原效果最佳。将不同电极应用于同步吸收还原实验,Pt、Cu共沉积电极表现出了最高的脱硝效率（94.03%）。

关键词：络合吸收 Fe(Ⅱ)EDTA-NO Fe(Ⅲ)EDTA 电催化还原复合型电极

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实现低气压射频辉光放电的电极设计及实验研究

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机械工程与自动化 2020年第1期 24-25,28页

作者：苏永飞李占贤张钧尧华北理工大学河北省工业机器人产业技术研究院河北唐山063210 清华大学工程物理系北京100084

采用容性平行电极板和针管电极相结合的形式实现了超低气压下的射频辉光放电,通过实验探究了10-3 Pa量级下的辉光放电的起辉条件,分析了工作气流量大小的影响,得到了电压和电流的关系、辉光放电形貌变化以及放电的发射光谱,并通过计算... 详细信息

采用容性平行电极板和针管电极相结合的形式实现了超低气压下的射频辉光放电,通过实验探究了10-3 Pa量级下的辉光放电的起辉条件,分析了工作气流量大小的影响,得到了电压和电流的关系、辉光放电形貌变化以及放电的发射光谱,并通过计算得到该条件下的电子密度。

关键词：低气压射频辉光等离子体复合型电极

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染料敏化太阳能电池光阳极结构的构筑及性能

染料敏化太阳能电池光阳极结构的构筑及性能

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作者：姬少靓黑龙江大学

学位级别：硕士

本论文从染料敏化太阳能电池(DSSCs)光阳极的结构构筑入手,从界面电荷传输的角度揭示了光阳极的结构对DSSCs光电转换效率的影响,通过制备有序介孔TiO薄膜电极和复合型薄膜电极探索了光生电子的传输对光电性能的影响。研究内容如下: 采... 详细信息

本论文从染料敏化太阳能电池(DSSCs)光阳极的结构构筑入手,从界面电荷传输的角度揭示了光阳极的结构对DSSCs光电转换效率的影响,通过制备有序介孔TiO薄膜电极和复合型薄膜电极探索了光生电子的传输对光电性能的影响。研究内容如下: 采用不同孔径的介孔TiO制备DSSCs光阳极,DSSCs的光电性能表明介孔尺寸为10 nm的TiO纳米晶光阳极具有较大的光电转换效率,电化学阻抗谱(EIS)表明其具有最快的界面电荷传输速率。这主要是由于适当的孔径有利于染料分子的吸附和电解质的传输,抑制了电荷的复合,从而提高光电池的光电转换效率。以类丝网印刷技术制备层状结构的高晶化度、小尺寸、大比表面积的锐钛矿TiO纳米粒子(HSL-TiO)和P25的复合型光阳极,DSSCs的光电性能表明:具有层状结构(P25/HSL-TiO)的光电池具有较大的光电转化效率,由于HSL-TiO具有比P25大的带隙宽度,构筑的层状复合电极能形成有效的能带阶梯排列,这有利于光生电子的传输,有效的抑制了复合,从而提高了DSSCs的光电转换效率。采用水热法合成B相TiO纳米窄带(TiO-B NBs),制备了不同质量比的TiO纳米窄带/P25纳米粒子光阳极。DSSCs的光电性能和EIS测试表明:虽然TiO-B NBs与P25比重为2:100的复合光阳极吸附的染料有所下降,但是界面电荷传输速率的增大对光电池的光电性能起到了决定性作用。

关键词：二氧化钛复合型电极染料敏化太阳能电池电子传输电化学阻抗谱

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