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耐蚀镍基催化剂的制备及电解海水性能的研究

功能材料 2023年第9期54卷 9001-9006,9021页

作者：关亚峰朱胜利李朝阳姜辉徐文策梁砚琴天津大学材料科学与工程学院天津300350

开发抑制析氯的竞争反应和氯离子腐蚀的高效电解海水催化剂是至关重要的。通过两步法(激光扫描法+浸泡置换法)在泡沫镍上快速制备了一种高活性且耐蚀的NiFe-LDH@MnO_(2)/NF电解海水催化剂。该催化剂中NiFe-LDH提高了催化反应的活性,MnO_... 详细信息

开发抑制析氯的竞争反应和氯离子腐蚀的高效电解海水催化剂是至关重要的。通过两步法(激光扫描法+浸泡置换法)在泡沫镍上快速制备了一种高活性且耐蚀的NiFe-LDH@MnO_(2)/NF电解海水催化剂。该催化剂中NiFe-LDH提高了催化反应的活性,MnO_(2)层防止催化剂被氯侵蚀,二者的协同作用使催化剂在碱性盐水介质中表现出优异的析氧性能。所制备的NiFe-LDH@MnO_(2)/NF催化剂在10 mA/cm^(2)的电流密度下,过电位仅为270 mV,在100 mA/cm^(2)的大电流密度下过电位为360 mV,且在10 mA/cm^(2)的电流密度下可稳定催化析氧100 h,为工业电解海水制氢催化剂的制备提供理论指导。

关键词： MnO_(2) 析氧反应 NiFe-LDH 电解海水激光扫描

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紫外辐照强化电解海水烟气脱硝性能实验

大连海事大学学报 2017年第4期43卷 122-127页

作者：韩志伟韩志涛杨少龙赵东升刘博俊潘新祥大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026

为提高电解海水的脱硝性能,将紫外光(UV)辐照与电解海水相结合进行脱硝实验,基于紫外-鼓泡光催化反应器,初步研究UV辐照对电解海水脱硝性能的影响规律,并探讨相关反应机理.首先,开展不同反应体系的脱硝性能对比实验,结果表明,在一定条件... 详细信息

为提高电解海水的脱硝性能,将紫外光(UV)辐照与电解海水相结合进行脱硝实验,基于紫外-鼓泡光催化反应器,初步研究UV辐照对电解海水脱硝性能的影响规律,并探讨相关反应机理.首先,开展不同反应体系的脱硝性能对比实验,结果表明,在一定条件下,与无UV辐照情况相比,UV辐照与电解海水结合可以显著提高脱硝率.其次,研究了电解海水中有效氯浓度、溶液p H、UV辐照强度、NO入口浓度等因素对UV/电解海水脱硝性能的影响,结果表明,电解海水溶液中有效氯浓度与UV辐照强度的增加,可以提高UV/电解海水的脱硝性能;电解海水溶液的初始p H对UV/电解海水的脱硝性能影响较小;在NO入口质量浓度由306 mg/m3增加至1534 mg/m3的过程中,UV/电解海水的脱硝性能出现小幅下降.

关键词：船舶柴油机废气脱硝紫外辐照电解海水

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电解海水制氯技术在营口电厂的应用

华北电力技术 2000年第9期 46-48页

作者：逢洪敏张明杰华能营口电厂辽宁营口115007

介绍了应用海水作为循环冷却水防污、灭藻先进技术之一——电解海水技术原理 ,研究了美国 EIC公司电解海水设备性能 ,并结合华能营口电厂现场实际应用情况对该装置进行了评价。

关键词：氯电解海水制取电厂次氯酸钠

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电解海水阴极析氢非贵金属电催化剂研究进展

河北科技大学学报 2022年第3期43卷 328-338页

作者：张晗明张少飞孙金峰河北科技大学材料科学与工程学院河北石家庄050018 河北省柔性功能材料重点实验室河北石家庄050018

氢能具有高能量密度、绿色可持续的优点,是人类社会的理想能源。电解海水制氢是未来氢能产业的战略方向,其中阴极析氢催化剂的活性和稳定性对电解海水制氢的发展至关重要。贵金属铂虽具备优异的析氢催化性能,但价格昂贵、资源有限,限制... 详细信息

氢能具有高能量密度、绿色可持续的优点,是人类社会的理想能源。电解海水制氢是未来氢能产业的战略方向,其中阴极析氢催化剂的活性和稳定性对电解海水制氢的发展至关重要。贵金属铂虽具备优异的析氢催化性能,但价格昂贵、资源有限,限制了其大规模应用。因此,对非贵金属催化剂的研究备受关注。从析氢反应原理入手,介绍了过电位、塔菲尔斜率、法拉第效率、比活性和质量活性等评价催化性能的几个重要参数,综述分析了多种非贵金属催化剂作为电解海水制氢阴极催化剂的研究现状,指出了目前电解海水制氢面临的问题,认为未来非贵金属催化剂规模化电解海水阴极析氢研究应从以下几方面开展:1)设计高活性和稳定性的非贵金属催化剂;2)优化非贵金属催化剂的制备工艺;3)利用先进测试表征手段辅助构建反应模型;4)深化理论计算机理方面的研究。

关键词：氢能电解海水氢析出反应非贵金属催化剂氢吸附自由能电子结构异质原子

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电解海水防污技术在工业水系统的应用

工业水处理 1997年第6期17卷 33-34页

作者：付洪田中国船舶工业总公司第七二五研究所青岛分部

海滨化工厂的冷却系统主要采用海水进行冷却，海生物在海水冷却系统的附着，减少了海水供应量，降低了冷却效率，且会形成生物腐蚀。电解海水防污技术利用电解海水产生具有毒性的有效氯，击晕或杀死海生物的幼虫和孢子，达到防止海生物... 详细信息

海滨化工厂的冷却系统主要采用海水进行冷却，海生物在海水冷却系统的附着，减少了海水供应量，降低了冷却效率，且会形成生物腐蚀。电解海水防污技术利用电解海水产生具有毒性的有效氯，击晕或杀死海生物的幼虫和孢子，达到防止海生物附着生长的目的。该技术在山东潍坊纯碱厂海水冷却系统中得到应用，取得了明显的防污效果，带来了巨大的经济效益和社会效益。

关键词：海水冷却系统氯电解海水

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电解海水用镍合金析氢阴极材料的研究

电解海水用镍合金析氢阴极材料的研究

作者：杨格湘潭大学

学位级别：硕士

随着全球能源使用量的增长,化石燃料等能源将日益枯竭并对环境产生严重影响。氢能源的大规模使用将使人类进入一个可持续发展的时代,而大规模、廉价地生产氢气是开发和利用氢能的重要前提。在众多的制氢方法中,电解水制氢成本低、氢气... 详细信息

随着全球能源使用量的增长,化石燃料等能源将日益枯竭并对环境产生严重影响。氢能源的大规模使用将使人类进入一个可持续发展的时代,而大规模、廉价地生产氢气是开发和利用氢能的重要前提。在众多的制氢方法中,电解水制氢成本低、氢气纯度高、技术优势明显。我国海洋资源丰富,将海水作为电解析氢的介质,将有广阔的发展前景。目前关于电解海水制氢阴极材料的研究以电沉积法为主,主要集中在提高电催化活性和降低析氢过电位的电极材料的开发上,本文旨在采用粉末冶金法对电解海水用镍合金析氢阴极材料进行探索。本文以Ni、Fe、Cu、Cr等粉末为原料,采用元素粉末反应合成法设计制备了一系列二元、三元、四元镍合金多孔阴极材料。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、背散射电子衍射等对电极材料的表面形貌、物相成分进行表征,并通过阴极极化曲线、循环伏安曲线、交流阻抗谱等电化学方法对电催化活性、析氢稳定性、抗海水腐蚀性进行分析。研究工作主要取得如下成果:制备的Ni-Fe、Ni-Cu、Ni-Fe-Mo-Cu、Ni-Cr-Mo-Cu多孔合金不适宜用作电解海水析氢阴极材料。在电化学测试过程中,这些多孔合金经阴极极化曲线测试后均出现了不同程度的腐蚀。其中,Ni-Fe合金测试后人工海水变为浅黄绿色,样品表面被腐蚀出现棕红色铁锈;Ni-Cu合金进行电化学测试后,表面被腐蚀出现了铜锈;Ni-Cr-Mo-Cu合金测试后人工海水溶液变为黑色。同时根据阴极极化曲线可得,这些合金在人工海水中具有较低的析氢催化活性,其中Ni-Cu合金极化曲线中电位在-1.5V时的电流密度为173.01m A cm,Ni-Fe-Mo-Cu合金极化曲线中电位在-1.5V时的电流密度为95.73m A cm。制备的Ni-Cr-Fe、Ni-Fe-Mo、Ni-Fe-C、Ni-Ti四种多孔电极材料,均具有相互连通且丰富的孔隙,适宜用作电解海水析氢阴极材料。经分析可得,Ni-Cr-Fe多孔合金中以(Ni,Cr,Fe)固溶体基体为主;Ni-Fe-Mo多孔合金中以固溶了少量Mo元素的Ni Fe Mo固溶体为主;Ni-Fe-C多孔合金成分均匀,由NiFe与C扩散组成;Ni-Ti多孔合金中以Ni Ti奥氏体相为主。四种多孔材料相比,Ni-Cr-Fe多孔材料的电催化析氢性、析氢稳定性、抗海水腐蚀性更为优异。其Tafel斜率为-201.5m V dec,激活能为27.57k J mol。经过500st循环后,Ni-Cr-Fe多孔材料电流衰减程度最低,为33.17%。同时Ni-Cr-Fe多孔材料具有更正的开路电位、腐蚀电位(-0.19172V)、较小的腐蚀电流(8.8412×10A cm)与较小的腐蚀速率(0.0010399mm y)。

关键词：镍合金反应合成电解海水析氢反应

某核电厂电解海水制备次氯酸钠工艺系统设计简述

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给水排水 2017年第S2期43卷 14-16页

作者：尹释牛华寺中国核电工程有限公司北京100840

结合某滨海核电厂两台机组公用的电解海水制备次氯酸钠工艺系统设计,对该系统的工艺流程、工艺单元组成及工艺系统特点进行简述,同时对该系统的主要工艺计算内容进行浅析。还对该工艺系统潜在危害因素进行分析、并制定相应危害防护措施... 详细信息

结合某滨海核电厂两台机组公用的电解海水制备次氯酸钠工艺系统设计,对该系统的工艺流程、工艺单元组成及工艺系统特点进行简述,同时对该系统的主要工艺计算内容进行浅析。还对该工艺系统潜在危害因素进行分析、并制定相应危害防护措施,可为后续核电厂制氯系统工艺设计提供一定参考。

关键词：核电电解海水次氯酸钠危害防护

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离子交换膜电解槽电解海水制氯技术的验证

中国舰船研究 2021年第6期16卷 216-224,230页

作者：邓亚东魏威雍兴跃周欢张聪李崇杰史亚南北京化工大学有机无机复合材料国家重点实验室北京100029 中国舰船研究设计中心湖北武汉430064

[目的]针对现有海洋防污技术存在的问题,设计一种用于防污的离子交换膜电解槽电解海水制氯系统,以研究该电解槽在不同电解条件下的电解规律及效率。[方法]首先,探究稀盐水温度、盐浓度、电流密度和停留时间等因素对电解过程的影响;然后... 详细信息

[目的]针对现有海洋防污技术存在的问题,设计一种用于防污的离子交换膜电解槽电解海水制氯系统,以研究该电解槽在不同电解条件下的电解规律及效率。[方法]首先,探究稀盐水温度、盐浓度、电流密度和停留时间等因素对电解过程的影响;然后,在上述基础上,采用Minitab软件以比能量消耗率为考核指标,优化电解参数;最后,通过实海试验对海水预处理和电解工艺进行验证。[结果]验证结果表明:电流密度和停留时间的最佳参数分别为3000 A/m2及46 s;电流效率超过80%,槽压小于6 V;电解后的阴阳两极和离子膜表面干净。[结论]结果表明所设计的系统适合用于电解海水制氯防污。

关键词：电解海水制氯防污离子交换膜电解槽电流效率海水预处理

NiMoN催化电极材料的制备及其电解海水制氢性能

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石油化工高等学校学报 2023年第2期36卷 1-9页

作者：刘梦珊孟超胡涵吴明铂中国石油大学(华东)化学化工学院/重质油国家重点实验室山东青岛266580 中国石油大学(华东)新能源学院山东青岛266580

以四水合钼酸铵为钼源、六水合硝酸镍为镍源,采用水热法在泡沫镍基底上制备前驱体NiMoO4纳米棒阵列,然后通过热氮化法得到具有棒状阵列结构的NiMoN催化电极材料(简称NiMoN)。采用X射线衍射和扫描电子显微镜对NiMoN的物相结构和表面形貌... 详细信息

以四水合钼酸铵为钼源、六水合硝酸镍为镍源,采用水热法在泡沫镍基底上制备前驱体NiMoO4纳米棒阵列,然后通过热氮化法得到具有棒状阵列结构的NiMoN催化电极材料(简称NiMoN)。采用X射线衍射和扫描电子显微镜对NiMoN的物相结构和表面形貌进行表征;通过线性扫描伏安法、塔菲尔斜率、电化学阻抗谱等电化学测试手段,对NiMoN的半反应析氧(OER)、析氢(HER)以及全解水性能进行测试。结果表明,在碱性淡水和碱性模拟海水电解液中,NiMoN均显示了突出的OER活性,产生100.00 mA/cm^(2)的电流密度分别需要293、340 mV的过电位;NiMoN‐9具有较好的HER活性,在两种电解液中产生100.00 mA/cm^(2)的电流密度分别需要361、400 mV的过电位;NiMoN‐9具有良好的全解水性能,在两种电解液中产生100.00 mA/cm^(2)的电流密度所需电压分别为2.016、2.032 V,且可稳定运行55 h以上。

关键词：镍钼氮化物催化电极材料电解海水析氢反应析氧反应

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