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关键词： 物理化学   可逆电池电动势   5-羟甲基糠醛   热力学   2,5-呋喃二甲酸  

摘要： 电化学热力学建立了可逆电池电动势与相应电池反应热力学函数间的关系。电化学氧化5-羟甲基糠醛(5-HMF)制备2,5-呋喃二甲酸(FDCA)可以取代传统聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)路线制备生物衍生塑料,但是该反应的标准电动势和各分步反应的标准可逆电极电势尚无精确的实验数据可用。本文通过查阅文献中的热力学数据推算了该数据,确证了从热力学和动力学2个方面看HMF的电氧化反应比水的电氧化反应都优先,而且HMF的电化学氧化在强碱性溶液中更易进行。将本文内容作为综合习题引入电化学热力学教学,加深了学生对物理化学各部分之间关系的理解,提升了其综合应用物理化学知识解决实际问题的能力。

关键词： 电化学   污水处理   阳极氧化   电芬顿  

摘要： 电化学技术包括电化学氧化、电芬顿和电絮凝等多种形式。本文介绍了电化学技术的原理,综述了电化学技术在各类废水处理中的应用情况,分析了其在废水处理方面的独特优势和广阔前景,总结了该技术在实际应用中存在的问题,并指出了今后的发展方向。

关键词： 废铅酸蓄电池   回收   甲磺酸   铜杂质   净化   有机电化学  

摘要： 对甲磺酸湿法回收废铅酸蓄电池过程中典型杂质Cu^(2+)的电化学行为及其净化方法进行了研究。结果表明,Cu^(2+)在电解过程中优先于Pb^(2+)析出,造成电解铅纯度的下降,同时使还原铅的电流效率下降、能耗增大。Cu^(^(2+))的存在改变了Pb^(2+)的成核机理,从而使Pb^(2+)的还原电位正移。针对甲磺酸铅体系的特点,基于铅粉置换铜原理,提出采用流态法净化工艺代替传统的搅拌置换法,解决了搅拌法单次除铜净化铅粉消耗量大、净化成本高、效率低的缺点。在最佳除铜工艺条件(铅粉粒径为100~150目、温度为20℃、流速8~10 m/h、填充的铅粉柱高0.6~0.7 cm)下,采用流态化除铜工艺对实际废铅膏进行了净化处理,杂质Cu^(2+)去除率能够达到90%以上。

关键词： CO_(2)腐蚀   集输管线   电化学   腐蚀行为  

摘要： 通过腐蚀实验和电化学实验研究了温度和CO_(2)协同作用对集输管道的腐蚀行为。结果表明:温度越高,时间越长,全面腐蚀速率和最大蚀坑深度越大,腐蚀形貌由全面腐蚀向点蚀转变。温度升高,开路电位和腐蚀电位负移,腐蚀电流密度增大,电荷转移电阻减小,最大相位角减小,表明腐蚀加剧,同时母材的耐蚀性优于焊缝。在温度为40℃时,焊缝试样在低频出现第二个相位角峰值,说明在较高的温度条件下,焊缝腐蚀产物的扩散速率是关键影响因素。

关键词： 含水合物沉积物   三轴剪切试验   试样制备   力学性质   化学实验   油气层物理   盐溶液   水合物  

摘要： 影响含水合物沉积物力学性质的因素较多,深海海床地层处于含盐环境,而目前盐分变化对含水合物沉积物力学性质的影响报道较少,其规律尚未厘清。为此,通过含不同浓度氯化钠盐溶液试样制备含CO_(2)水合物泥质粉细砂土,并在不同围压条件下进行三轴剪切试验,揭示了盐分对应力一应变关系、强度、刚度、剪胀性的影响规律。

关键词： 金属有机骨架   锂离子电池   负极材料   Co_(3)O_(4)   一步法  

摘要： 以六水合硝酸钴为钴源、二甲基咪唑为有机配体,通过室温共沉淀法合成前驱体模板ZIF-67,而后再高温煅烧形成目标产物Co_(3)O_(4)材料。利用X-射线衍射与扫描电镜对目标产物进行表征,而后选用蓝电电池测试系统测试其倍率与循环性能。测试表明,在100mA/g电流密度条件下,Co_(3)O_(4)电极的首次充电容量和放电容量分别可有2069.2mAh/g和2928.3mAh/g,首次库伦效率有70.66%,循环使用寿命长,但容量维持率低,经100圈测试后容量保持率仅有35%;而在倍率测试中发现即使经过50次充放电,电流密度从2000mA/g回到100mA/g时,Co_(3)O_(4)电极的放电容量依然可以保持有1482mA/g,并且表现出良好的循环稳定性,说明Co_(3)O_(4)即使经过高倍率充放电,其结构依然可以保持稳定,具有较为不错的倍率性能。

关键词： PtRh纳米粒子   电势扰动   方波电势   电催化氧化  

摘要： 将纯PtRh丝放置在NaOH溶液中,采用方波电势法可制备PtRh水溶胶。PtRh原子在方波电势搅动下被快速-氧化还原而发生重排,同时,在氢气的推动力下,PtRh丝得以分散。采用这种方法可在温和的条件下绿色合成清洁的PtRh纳米粒子(NPs),制备过程中无需任何前驱体金属离子和还原剂。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDS)、高分辨透射电镜(HR-TEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对PtRh纳米溶胶进行了表征。PtRh纳米粒对甲醇氧化具有较高的电催化活性。

关键词： 物理化学   2,6-双(苦氨基)-3,5-二硝基吡啶   PYX   PAP   反应量热   热危险性   硝化反应   耐热炸药  

摘要： 为了分析2,6-二苦氨基-3,5-二硝基吡啶(PYX)合成过程硝化反应的热危险性,以2,6-双(苦氨基)吡啶(PAP)为原料,经硝化反应制备得到了PYX,利用反应量热仪(RC1)测定了该硝化反应热数据,利用差示扫描量热仪和绝热量热仪分别对PAP、PYX和硝化液的热分解过程进行了测试,并计算了硝化液的分解反应动力学参数。结果表明,硝化反应的摩尔生成焓Δm H r为-686.8 kJ/mol,绝热温升ΔT ad为76.8 K;硝化反应的最大累积度为48.7%,发生冷却失效时,体系所能达到的最高温度MTSR为86.6℃;DSC测得PAP和PYX的分解峰温分别为312.74℃和377.77℃;利用绝热加速度量热仪(ARC)测得绝热条件下,硝化液的T D24为221.3℃;综合反应量热数据和绝热量热数据得出,该硝化反应发生冷却失效后有可能引起冲料,但触发其二次分解反应风险较低。因此,需设置加料、搅拌与温度的联锁和蒸发冷却装置。

关键词： Cu@ZIF-67纳米材料   电化学传感器   多巴胺   循环伏安法   差分脉冲伏安法  

摘要： 本研究采用化学法合成了Cu@ZIF-67纳米复合材料,使用能谱仪和扫描电镜对其化学组成和表面形貌进行了表征。将该纳米复合材料修饰在玻碳电极表面,构建了一种电化学传感器。通过循环伏安法和差分脉冲伏安法测定了该电化学传感器的性能,结果表明,该传感器对多巴胺(DA)具有良好的催化活性,检测DA的线性范围在0.1~800μmol·L^(-1),检出限为0.03μmol·L^(-1)(S/N=3)。本研究构建的电化学传感器具有线性范围宽,检测限低,稳定性高等优点,为人体内多巴胺含量的检测提供了一种有效的方法。

关键词： BDD电极   WC-Co   HFCVD   电化学   难降解有机废水  

摘要： 硼掺杂金刚石(BDD)是高级氧化法污水处理领域的一种电极材料,其衬底材料的选择是电极涂层制备的核心问题之一,良好的衬底材料可提高膜基结合力,从而延长电极的使用寿命。本文提出以热膨胀系数较小的WC-Co为衬底,采用热丝化学气相沉积(HFCVD)法制备微米、纳米两种表面形貌的BDD电极,并利用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、拉曼光谱、X射线光电子能谱(XPS)、循环伏安法对两种电极的物理性能、表面状态及电化学性能进行表征,研究结果表明:在沉积速率方面,微米薄膜是纳米薄膜的1.5倍,但纳米薄膜具有更小的残余应力,仅为-0.6 GPa;两种电极在0.5 mol/L的H_(2)SO_(4)溶液中均展现较宽的电化学窗口(约为3.7~3.9 V)和极小的背景电流,在K_(3)[Fe(CN)_(6)]氧化还原系统中表现出良好的准可逆特性,这些特性均与常规Si、Nb、Ti基BDD电极相似。在此基础上,本文对两种电极开展了苯酚模拟废水处理和加速寿命试验(ALT),结果显示:相同参数下,纳米电极在ALT中使用寿命约为423 h,明显优于微米电极的310 h;在苯酚氧化实验中,两种电极对苯酚均展现了较好的矿化效果,化学需氧量(COD)处理的电流效率为88%~94%,与标准BDD电极相接近。因此,WC-Co或可作为BDD污水处理电极的良好衬底材料。