电催化前景

电催化的应用和存在问题

1引言

电催化法是使电极、电解质界面上的电荷转移加速从而加快电极反应的方法。电催化技术涉及到的催化剂的选择至关重要，要加速电极反应，必须选用合适的电极材料，所选用的电极材料在通电过程中具有催化剂的作用，从而改变电极反应速率或反应方向，而其本身并不发生质的变化。

现在随着世界各国现代工业的迅猛发展,能源的需求量也随之急剧增加,但二十世纪末以来，我们却面临着燃料煤炭,化石能源日益枯竭，新能源的开发缓慢、能源费用上涨等各种挑战,因而节约有限能源、降低工业生产中的能耗是当务之急。电化学科学的研究恰好适应了这种要求,电化学科学是以研究如何加速电极上电催化反应速度。降低电极电位为研究内容,与节能降耗密切相关,特别是在强电流电解过程中的节能,采用电催化电极更是起了巨大的作用。1

电催化技术主要应用于有机污水的电催化处理；含铬废水的电催化降解；烟道气及原料煤的电解脱硫；电催化同时脱除NOx和S02；二氧化碳的电解还原等。目前对能源利用、燃料电池和某些化学反应（如丙烯腈二聚、分子氧还原）的电催化作用研究得较深入，今后在开拓精细有机合成方面可能会得到较大的进展，特别是对那些与电子得失有关的氧化还原反应。本文从污水的电催化处理、电催化活化碳

聚罗丹明B薄膜修饰电极的制备及对对亚硝酸盐的电催化作用

本科生毕业论文(设计)

题 目：学生姓名：学 号：专业班级：指导教师：完成时间：

聚罗丹明B薄膜修饰电极的

制备及对亚硝酸盐的电催化作用

郭 亮 200812010127 化学08101班 孙元喜 周谷珍 2011年8月30日

聚罗丹明B薄膜修饰电极的制备及对对亚硝酸盐的电催化作用

目 录

摘要 ..................................................................... 1 Abstract ................................................................. 1 1 引言 ................................................................... 2 1.1引言................................

聚罗丹明B薄膜修饰电极的制备及对对亚硝酸盐的电催化作用

本科生毕业论文(设计)

题 目：学生姓名：学 号：专业班级：指导教师：完成时间：

聚罗丹明B薄膜修饰电极的

制备及对亚硝酸盐的电催化作用

郭 亮 200812010127 化学08101班 孙元喜 周谷珍 2011年8月30日

聚罗丹明B薄膜修饰电极的制备及对对亚硝酸盐的电催化作用

目 录

摘要 ..................................................................... 1 Abstract ................................................................. 1 1 引言 ................................................................... 2 1.1引言................................

概述光电催化技术对印染废水处理要求

印染行业是工业废水排放大户印染废水具有水量大、有机污染物含量高、色度深、碱性大、水质变化大等特点。纺织工业废水中的污染物主要是棉毛等纺织纤维上的污物、盐类、油类和脂类。以及加工过程中投加的各种浆料、染料、表面活性剂、助剂、酸、碱等，这些均是严重的污染源。

目前纺织工业废水的处理方法有物理法、化学法和生物法。由于此类废水中含有大量不易生物降解或生物降解速率极为缓慢的有机质、染料色素以及有毒物质等，采用传统的生化处理方法。难以满足深度处理和回用的要求与生物处理法相比。光催化氧化法能较迅速、有效地去除更多的污染物，尤其是生化法难以处理的毒性物质。且化学法还具有设备容易操作、容易实现自动检测和控制、便于回收利用等优点。 臭氧氧化

臭氧是一种强有力的氧化剂。它对除分散染料以外的所有染料废水都有脱色能力。能够氧化分解染料分子的发色或助色基团。生成相对分子质量较小的有机酸和醛类。从而达到去除色度的目的在实验室中试规模处理纺织工业废水的试验中发现。但将出水回用于染色工艺效果令人满意。催化氧化设备用臭氧和活性炭组合工艺对印染废水进行深度处理，可以满足该厂冷却水水质标准要求。 光催化氧化法

光氧化法深度

冶金工程课程设计

第４ｌ卷第３期２００８年３月

材料保护ＭａｔｅｒｉａｌｓＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ

Ｖｏｉ．４１Ｎｏ．３

Ｍｉｌｌ＂．２００８

Ｆｅ掺杂钛基Ｓｎ０２／Ｓｂ电催化电极的制备及表征

张翼１。刘蕾２，孙晓东３．张荣庆１。王磊１（１．大庆石油学院化学化工学院，黑龙江大庆１６３３１８；

２。长庆油田第三采油厂，宁夏银川７５０００６；３．齐齐哈尔大学，黑龙江齐齐哈尔１６１００６）［摘要］

为了改进钛基ＳｎＯ：／Ｓｂ电极的电催化性能，采用高温热氧化法制备了Ｆｅ掺杂钛基ＳｎＯ：／Ｓｂ

电极。采用ＳＥＭ、ＥＤＸ以及ＸＲＤ等方法对所制备电极的表面形貌、元素组成及结构进行分析，并以苯酚为目标有机物，研究了所制备电极对有机污染物的电催化降解能力。结果表明，适量Ｆｅ的掺杂有利于晶粒细化和导电性的提高；但过量Ｆｅ的掺杂可能导致ＳｎＯ：晶格的混乱程度增大，甚至使晶格破坏，从而使电极性能降低；掺杂０．５％Ｆｅ的ＳｎＯ：／Ｓｂ电极对苯酚的降解效果优于未掺杂Ｆｅ的电极；电解３ｈ后，苯酚去除率和化学需氧量（ＣＯＤ）去除率分别达到１００．０％和９２．０％。

［关键词］ＳｎＯ：／Ｓｂ电极；Ｆｅ；电催化；苯酚［中图分类号］Ｘ５１０

【文献标识码］Ａ

【文章编号］１００１—１５６０（２００８）０３－

沈阳理工大学学士学位论文

摘 要

直接乙醇燃料电池（DEFC）是近年来新开发的一类燃料电池，对乙醇的电催化研究无论是在基础研究还是在应用方面的都有重要的价值。开发出高性能的乙醇电催化剂已成为直接乙醇燃料电池的研究重点。

本文用多聚物，即聚二烯二甲基氯化铵溶液（PDDA）和壳聚糖修饰Pd/C制备出新型电催化剂，经氧电极极化实验证明这种新的催化剂提高了醇类阳极氧化的催化活性。并且考察了加入的多聚物的先后顺序、用量以及使用不同碳载体对所制备的电催化剂性能的影响。实验采用了循环伏安法对电催化剂进行测试。极化曲线和衰减曲线的结果表明，对于乙醇的氧化，当以XC-72为载体，先于金属Pd加入PDDA，且Pd与PDDA的质量比为1:0.2时Pd/C-PDDA电催化剂的性能最好。说明加入适量的PDDA能改善催化剂的性能。

关键词：直接乙醇燃料电池；PDDA；壳聚糖；Pd/C-PDDA电催化剂

I

沈阳理工大学学士学位论文

Abstract

Direct Ethanol Fuel Cell (DEFC) has been intensively researched and developed to a new kind of fuel cell in r

沈阳理工大学学士学位论文

摘 要

直接乙醇燃料电池（DEFC）是近年来新开发的一类燃料电池，对乙醇的电催化研究无论是在基础研究还是在应用方面的都有重要的价值。开发出高性能的乙醇电催化剂已成为直接乙醇燃料电池的研究重点。

本文用多聚物，即聚二烯二甲基氯化铵溶液（PDDA）和壳聚糖修饰Pd/C制备出新型电催化剂，经氧电极极化实验证明这种新的催化剂提高了醇类阳极氧化的催化活性。并且考察了加入的多聚物的先后顺序、用量以及使用不同碳载体对所制备的电催化剂性能的影响。实验采用了循环伏安法对电催化剂进行测试。极化曲线和衰减曲线的结果表明，对于乙醇的氧化，当以XC-72为载体，先于金属Pd加入PDDA，且Pd与PDDA的质量比为1:0.2时Pd/C-PDDA电催化剂的性能最好。说明加入适量的PDDA能改善催化剂的性能。

关键词：直接乙醇燃料电池；PDDA；壳聚糖；Pd/C-PDDA电催化剂

I

沈阳理工大学学士学位论文

Abstract

Direct Ethanol Fuel Cell (DEFC) has been intensively researched and developed to a new kind of fuel cell in r

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

从刀耕火种的原始社会到科技发展日新月异的今天，人类的生存及发展都与能源的消耗息息相关。能源是人类社会发展的基础，也是限制社会发展的重要因素。随着煤、石油、天然气等化石能源的急剧消耗，探索新能源已经迫在眉睫。为了人类社会的可持续发展，各国都在大力开发可再生能源，以最大限度地减少有害物质和温室气体排放，从而实现能源生产和消费的高效、低碳、清洁发展。近年兴起的太阳能、风能、核能等可再生能源又存在随着地域和时间等变化而涨幅不定等诸多问题。因此探索稳定且可直接为人所用的电能或燃料能源已成为人们迫切需要解决的问题[1]。

图 1-1 清洁能源的利用

氢气，作为一种高效、洁净无污染的能源，在地球上有丰富的储备，且制备方法多种多样。这些优点足够让它成为继化石能源后，人们所依赖的最重要的能源之一[2]。要想发展氢气这种清洁能源，制氢当然是第一个需要解决的问题。制氢的方法大概分为两大类，即化石燃料制氢和可再生能源制氢。而使用化石燃料制氢过程中会不可避免地产生二氧化碳等温室气体。因此使用清洁方式制氢便成为了科学家们研究的瓶颈。众所周知水中含有大量的氢元素，通过电解水制取氢气是实现氢气量产的有效途径[3]。作为析

第４１卷第３期

化工新型材料Ｖ０１．４１Ｎｏ．３

２０１３年３月

ＮＥＷＣＨＥＭＩ（、ＡＬＭＡＴＥＲＩＡＬＳ

５１

ＴＮＴｓ／石墨烯复合材料的合成及光电催化分解性能研究

蒋丽娜胡国新。

（上海交通大学机械与动力工程学院，上海２００２４０）

摘要采用水热法以ＴｉＯｚ和石墨烯为原料制备了石墨烯杂化的钛酸纳米管复合光催化材料。首次将石墨烯修饰的钛酸纳米管涂布在电极上，研究了其在可见光照射下电化学方法降解罗丹明一Ｂ的性能。结果表明，制备的该系列复合光催化剂都具有良好的可见光响应和杰出的电化学降解罗丹明一Ｂ表现。其中，石墨烯含量为５％的样品具有最优的活性。另外通过实验发现，较低的水热反应温度制备的光催化剂的催化性能更佳。

关键词石墨烯，二氧化钛，电化学，光催化，有机物

Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｃａｔａｌｙｓｉｓａｃｔｉｖｉｔｙｏｆ

ＴＮＴｓ／ｇｒａｐｈｅｎｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅ

ＪｉａｎｇＬｉｎａ

ＨｕＧｕｏｘｉｎ

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４０）

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｔｈｅｇｒａｐｈｅｎｅ／ｔｉｔａｎａｔｅｎａｎｏｔｕｂｅｓ（

第４１卷第３期

化工新型材料Ｖ０１．４１Ｎｏ．３

２０１３年３月

ＮＥＷＣＨＥＭＩ（、ＡＬＭＡＴＥＲＩＡＬＳ

５１

ＴＮＴｓ／石墨烯复合材料的合成及光电催化分解性能研究

蒋丽娜胡国新。

（上海交通大学机械与动力工程学院，上海２００２４０）

摘要采用水热法以ＴｉＯｚ和石墨烯为原料制备了石墨烯杂化的钛酸纳米管复合光催化材料。首次将石墨烯修饰的钛酸纳米管涂布在电极上，研究了其在可见光照射下电化学方法降解罗丹明一Ｂ的性能。结果表明，制备的该系列复合光催化剂都具有良好的可见光响应和杰出的电化学降解罗丹明一Ｂ表现。其中，石墨烯含量为５％的样品具有最优的活性。另外通过实验发现，较低的水热反应温度制备的光催化剂的催化性能更佳。

关键词石墨烯，二氧化钛，电化学，光催化，有机物

Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｃａｔａｌｙｓｉｓａｃｔｉｖｉｔｙｏｆ

ＴＮＴｓ／ｇｒａｐｈｅｎｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅ

ＪｉａｎｇＬｉｎａ

ＨｕＧｕｏｘｉｎ

（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４０）

Ａｂｓｔｒａｃｔ

Ｔｈｅｇｒａｐｈｅｎｅ／ｔｉｔａｎａｔｅｎａｎｏｔｕｂｅｓ（