Ag AgCl 电极制备
Preparation of Ag/AgCl electrodes
The materials required for the preparation of Ag/AgCl electrodes were silver wire (99%, 0.5mm diameter, SigmaAldrich, USA), Copper wire (SigmaAldrich, USA), 0.1M hydrochloric acid, potassium chloride (SigmaAldrich, USA) and granulated agar (Becton Dickinson, USA).
The silver wire was polished using sandpaper. A layer of AgCl was deposited on the silver wire by electroplating. The electrolyte used was the 0.1M hydrochloric acid. The silver wire was used as the anode and the copper wire the cathode (Ref to Figure). A DC voltage supply of 5V was applied across the terminals for 1min. The electroplated wires were then rinsed with deionised water and dried in the oven.
Figure. Electroplating of Silver wire to form a thin coating of silver chloride. The electrolyte solution is 0.1M HCl. Silver wire acts as anode and copper wire is the cathode.
3.6 g of the granulated agar was dissolved in 100ml of saturated KCl solution and boiled to form a gel. The plastic syringe tip is then filled with the agar gel and leave to cool. After the agar was cooled and solidified, the electrode body (made from 1ml syringe, filled with saturated KCl) was inserted into the tip filled with agar. The AgCl coated silver wire is then inserted using a rubber stopper to fit in the body of the electrode. When not in use, the electrodes were kept in saturated KCl solution. The tips are rinsed with deionised water before using.
磷酸铁锂正极材料制备方法比较
磷酸铁锂正极材料制备方法比较 A.固相法 一. 高温固相法 1.流程：传统的高温固相合成法一般以亚铁盐(草酸亚铁，醋酸铁，磷酸亚铁等) ，磷酸盐(磷酸氢二铵，磷酸二氢铵)，锂盐(碳酸锂，氢氧化锂，醋酸锂及磷酸锂等)为原料，按LiFeP04分子式的原子比进行配料，在保护气氛(氮气、氩气或它们与氢气的混合气体)中一步、二步或三步加热，冷却后可得LiFeP04粉体材料。 例1: C.H.Mi等采用一：步加热法得到包覆碳的LiFeP04，其在30 C, 0.1 C 倍率下的初始放电容量达到160 mAh g-1 ;例2 : S.S.Zhang等采用二步加热法，以 FeC:2O4 2H2O和LiH2PO4为原料，在氮气保护下先于350~380 C加热5 h形成前驱体，再在800 C下进行高温热处理，成功制备了LiFePO4/C复合材料，产物在0.02 C倍率下的放 电容量为159 mAh g-1 ;例3 : A.S.Andersson等采用三步加热法，将由：Li2CO3、FeC2O4 2H2O 和(NH4)2HPO4组成的前驱体先在真空电炉中于300 C下预热分解，再在氮气保护下先于 450 C加热10 h，再于800 C烧结36 h，产物在放电电流密度为2.3 mA g-1时放电，室温初始放电容量在136 mAh g-1 左右；例4: Padhi 等以Li2CO3 , Fe(CH3COO)2 , NH4H2PO4 为原料，采用二步法合成了LiFePO4正极材料，其首次放电容量达110 mA h /g ; Takahashi 等以LiOH H2O, FeC2O4 2H2O , (NH4)2HPO4 为原料，在675、725、800 C下,制备出具有不同放电性能的产品，结果表明，低温条件下合成的产品放电容量较大；例5:韩国的Ho Chul Shin、Ho Jang等以碳酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵为原料，添加5wt%的乙炔黑为碳源、以 At+5%H2为保护气氛,在700 C下煅烧合成10h,得到碳包覆的LiFePO4材料。经检测表明，用该工艺合成的LiFePO4制备的电池放电平台在3 4-3 5V之间，0 05C首次放电比容量为150mA h/g ;例 6 :高飞、唐致远等以醋酸锂、草酸亚铁、磷酸二氢铵为原料，聚乙烯醇为碳源。混料球磨所得粒径细小，分布的悬浊液。然后将悬浊液采用喷雾干燥的方法制得LiFePO4 前驱体，再通过高温煅烧合成LiFePO4/C正极材料，首次放电比容量最为139 4mA h/g,并具有良好的循环性能，经10C循环50次后，比容量仅下降0 15% ;例7:赵新兵、周鑫等以氢氧化锂、磷酸铁、氟化锂为原料，，聚丙烯为碳源，先在500 C下预烧，再在700 C下煅烧合成具有F掺杂的LiFePO酒精为球磨介质4/C材料，电化学测试结果表明，LiFePO3 98F0 02/C 具有最佳放电特性，在1C倍率充放电下比容量为146mA h/g。 2?优点：工艺简单、易实现产业化 3?缺点：颗粒不均匀；晶形无规则；粒径分布范围广；实验周期长；难以控制产物的批次 稳定性；在烧结过程中需要耗费大量的惰性气体来防止亚铁离子的氧化；所生产的LiFePO4 粉末导电性能不好，需要添加导电剂增强其导电性能 4?改性：添加导电剂(多用蔗糖，乙炔黑，聚乙烯醇，聚丙烯等碳源)增强其导电性能 二. 碳热还原法 1.流程：碳热还原法也是高温固相法中的一种，是比较容易工业化的合成方法，多数以氧化铁或磷酸铁做为铁源，配以磷酸二氢锂以及蔗糖等碳源，均匀混合后，在高温和氩气或氮气 保护下焙烧，碳将三价铁还原为二价铁，也就是通过碳热还原法合成磷酸铁锂。 例1:杨绍斌等以正磷酸铁为铁源，以葡萄糖、乙炔黑为碳源，采用碳热还原法合成橄榄石型磷酸铁锂。研究发现：双碳复合掺杂样品电性能最高为148.5 mAh/g，倍率放电性能仍具 有优势，10 C时容量保持率为88.1% ;例2 : Mich等以分析纯的FePO4和LiOH为原料，聚丙烯为还原剂，合成的材料在0.1 C及0.5 C倍率下首次放电比容量分别为160 mAh/g 和146.5 mAh/g ; 例3 : PP.Prosini 等以(NH4)2Fe(SO4)2和NH4H2PO4为原料首先合成FePO4,然后用LiI还原Fe3+，并在还原性气氛
电极电势_答案
氧化还原与电极电势——答案 1.25℃时将铂丝插入Sn 4+和Sn 2+离子浓度分别为0.1mol/L 和0.01mol/L 的混合溶液中，电对的电极电势为（ ）。 A ．)/(24++Sn Sn θ? B ． 2/05916.0)/(24+++Sn Sn θ? C ．05916.0)/(24+++Sn Sn θ? D ．2/05916.0)/(24-++Sn Sn θ? 解答或答案：B 2.对于电池反应Cu 2+＋Zn = Cu ＋Zn 2+下列说法正确的是（ ）。 A ．当[Cu 2+] = [Zn 2+]，反应达到平衡。 B ．θ?（Cu 2+/Cu ）= θ?（Zn 2+/Zn ）, 反应达到平衡。 C ．?(Cu 2+/Cu ）= ?（Zn 2+/Zn ）, 反应达到平衡。 D ． 原电池的标准电动势等于零时，反应达到平衡。 解答或答案：C 3.今有原电池(－)Pt,H 2(ρ)H ＋(c) Cu 2+(c)Cu(＋) ,要增加原电池电动势，可以采取的措施 是（ ）。 A 增大H ＋离子浓度 B 增大Cu 2+离子浓度 C 降低H 2的分压 D 在正极中加入氨水 E 降低Cu 2+离子浓度，增大H ＋离子浓度 解答或答案：B
4.已知下列反应； CuCl2＋SnCl2= Cu ＋SnCl4 FeCl3＋Cu= FeCl2＋CuCl2 在标准状态下按正反应方向进行。则有关氧化还原电对的标准电极电位的相对大小为（）。 A θ?（Fe3+/Fe2+）＞θ?（Cu2+/Cu）＞θ?(Sn4+/Sn2+) B θ?（Cu2+/Cu）＞θ?（Fe3+/Fe2+）＞θ?(Sn4+/Sn2+) C θ?(Sn4+/Sn2+)＞θ?（Cu2+/Cu）＞θ?（Fe3+/Fe2+） D θ?（Fe3+/Fe2+）＞θ?(Sn4+/Sn2+)＞θ?（Cu2+/Cu） 解答或答案：A 5.下列原电池中，电动势最大的是（）。 A (－)Zn Zn2+(1mol·L-1)Cu2+(1mol·L-1))Cu(＋) B (－)Zn Zn2+(0.1mol·L-1)Cu2+(1mol·L-1))Cu(＋) C(－)Zn Zn2+(1mol·L-1)Cu2+(0.1mol·L-1))Cu(＋) D (－)Zn Zn2+(0.1mol·L-1)Cu2+(0.1mol·L-1))Cu(＋) 解答或答案：B 6.原电池的组成为： (－)Zn ZnSO4(c)HCl(c)H2(100kPa),Pt(＋) 该原电池电动势与下列因素无关的是（）。 A ZnSO4溶液的浓度 B 锌电极极板的面积
第九章电动势习题解答解析
第九章 习题解答 1、写出下列电池中各电极上的反应和电池反应 （1）Pt ，H 2(2H p )︱HCl(a)︱Cl 2(2 Cl p )，Pt （2）Pt ，H 2( 2H p )︱H +(+H a )‖Ag +(+Ag a )︱Ag(s) （3）Ag(s)+AgI(s)︱I －( -I a )‖Cl －(-Cl a )︱AgCl(s)+Ag(s) （4）Pb(s)+PbSO 4(s)︱-24SO (-24 SO a )‖Cu( +2Cu a )︱Cu(s) （5）Pt ，H 2(2H p )︱NaOH(a)︱HgO(s)+Hg(l) （6）Pt ，H 2( 2H p )︱H + (aq)︱Sb 2 O 3 (s)+Sb(s) （7）Pt ︱Fe 3+(a 1)，Fe 2+(a 2)‖Ag +(+Ag a )︱Ag(s) （8）Na(Hg)(a am )︱Na +( +Na a )‖OH － (-OH a )︱HgO(s)+Hg(l) 解1：（1）负极 H 2(2H p )－2e －→2H +( +H a ) 正极 Cl 2(2Cl p )+2e －→2Cl －( -Cl a ) 电池反应 H 2( 2H p )+Cl 2 (2Cl p )=2HCl(a) (2) 负极 H 2( 2H p )－2e －→2H +( +H a ) 正极 2 Ag +(+Ag a )+2e －→2 Ag(s) 电池反应 H 2( 2H p )+2 Ag + (+ Ag a )=2 Ag(s)+ 2H +( +H a ) （3）负极 Ag(s)+ I －( -I a )－e －→AgI(s) 正极 AgCl(s) +e －→ Ag(s)+ Cl －(-Cl a ) 电池反应 AgCl(s) + I －( -I a )=AgI(s) + Cl － (-Cl a ) （4）负极 Pb(s)+- 24SO (-24 SO a )－2e －→PbSO 4(s) 正极 Cu( +2Cu a )+2e －→Cu(s) 电池反应 Pb(s)+- 24SO (-24 SO a )+Cu(+2Cu a )=PbSO 4(s)+ Cu(s) （5）负极 H 2( 2H p )+2OH － (-OH a )-2e －→2H 2 O(l)
镍钴锰三元正极制备方法
1镍钴锰三元正极材料结构特征 镍钴锰三元材料通常可以表示为：LiNixCoyMnzO2，其中x+y+z=1；依据3种元素的摩尔比（x∶y∶z比值）的不同，分别将其称为不同的体系，如组成中镍钴锰摩尔比（x∶y∶z）为1∶1∶1的三元材料，简称为333型。摩尔比为5∶2∶3的体系，称之为523体系等。 333型、523型和811型等三元材料均属于六方晶系的α-NaFeO2型层状岩盐结构，如图1。 镍钴锰三元材料中，3种元素的的主要价态分别是+2价、+3价和+4价，Ni为主要活性元素。其充电时的反应及电荷转移如图2所示。 一般来说，活性金属成分含量越高，材料容量就越大，但当镍的含量过高时，会引起Ni2+占据Li+位置，加剧了阳离子混排，从而导致容量降低。Co正好可以抑制阳离子混排，而且稳定材料层状结构；Mn4+不参与电化学反应，可提供安全性和稳定性，同时降低成本。 2镍钴锰三元正极材料制备技术的最新研究进展 固相法和共沉淀法是传统制备三元材料的主要方法，为了进一步改善三元材料电化学性能，在改进固相法和共沉法的同时，新的方法诸如溶胶凝胶、喷雾干燥、喷雾热解、流变相、燃烧、热聚合、模板、静电纺丝、熔融盐、离子交换、微波辅助、红外线辅助、超声波辅助等被提出。 2.1固相法
三元材料创始人OHZUKU最初就是采用固相法合成333材料，传统固相法由于仅简单采用机械混合，因此很难制备粒径均一电化学性能稳定的三元材料。为此，HE等、LIU等采用低熔点的乙酸镍钴锰，在高于熔点温度下焙烧，金属乙酸盐成流体态，原料可以很好混合，并且原料中混入一定草酸以缓解团聚，制备出来的333，扫描电镜图（SEM）显示其粒径均匀分布在0.2～0.5μm左右，0.1C（3～4.3V）首圈放电比容量可达161mAh/g。TAN等采用采用纳米棒作为锰源制备得到的333粒子粒径均匀分布在150～200nm。 固相法制得的材料的一次粒子粒径大小在100～500nm，但由于高温焙烧，一次纳米粒子极易团聚成大小不一的二次粒子，因此，方法本身尚待进一步的改进。 2.2共沉淀法 共沉淀法是基于固相法而诞生的方法，它可以解决传统固相法混料不均和粒径分布过宽等问题，通过控制原料浓度、滴加速度、搅拌速度、pH值以及反应温度可制备核壳结构、球形、纳米花等各种形貌且粒径分布比较均一的三元材料。 原料浓度、滴加速度、搅拌速度、pH值以及反应温度是制备高振实密度、粒径分布均一三元材料的关键因素，LIANG等通过控制pH=11.2，络合剂氨水浓度0.6mol/L，搅拌速度800r/min，T=50℃，制备得到振实密度达2.59g/cm3，粒径均匀分布的622材料（图3），0.1C（2.8～4.3V）循环100圈，容量保持率高达94.7%。 鉴于811三元材料具有高比容量（可达200mAh/g，2.8～4.3V），424三元材料则可提供优异的结构和热稳定性的特点。有研究者试图合成具有核壳结构的（核为811，壳层l为424）三元材料，HOU等采用分布沉淀，先往连续搅拌反应釜（CSTR）中泵入8∶1∶1（镍钴锰比例）的原料，待811核形成后在泵入镍钴锰比例为1∶1∶1的原料溶液，形成第一层壳层，然后再泵入组成为4∶2∶2的原溶液，最终制备得到核组成为811，具有壳组成为333、424的双层壳层的循环性能优异的523材料。4C倍率下，这种材料循环300圈容量保持率达90.9%，而采用传统沉淀法制备的523仅为72.4%。 HUA等采用共沉淀法制备了线性梯度的811型，从颗粒内核至表面，镍含量依次递减，锰含量依次递增，从表1可明显看到线性梯度分布的811三元材料大倍率下放电容量和循环性明显优于元素均匀分布的811型。
第四版无机化学 章课后答案
第21章 p区金属 思考题 21-1如何制备无水AlCl3？能否用加热脱水的方法从AlCl3·6H2O中制取无水AlCl3？解：制备无水AlCl3，可采用干法，即用Al和Cl2在加热的条件下反应制得。 2Al + 3Cl2 === 2AlCl3 也可在HCl气氛下，由AlCl3·6H2O加热脱水得到。但不能直接由AlCl3·6H2O 加热脱水得到无水AlCl3，因为铝离子的强烈水解性，在加热过程中，发生水解，不能得到无水AlCl3。 21-2矾的特点是什么？哪些金属离子容易成矾？ 解：矾在组成上可分为两类：M I2SO4·M II SO4·6H2O（M I=K+、Rb+、Cs+和NH4+等， M II=Mg2+、Fe2+等）；M I M III(SO4)2·12H2O（M I=Na+、K+、Rb+、Cs+和NH4+等，M II=Al3+、Fe3+、Cr3+、Co3+、Ga3+、V3+等），都为硫酸的复盐，形成复盐后，稳定性增强，在水中的溶解性减小。 21-3 若在SnCl2溶液中含有少量的Sn4+，如何除去它？若在SnCl4溶液中含有少量Sn2+，又如何除去？ 解：(1) SnCl2中含有少量的Sn4+，可加入锡粒将其除去。发生的化学反应是： SnCl4＋Sn === 2SnCl2 (2) 在SnCl4中含有少量的Sn2+，可利用Sn2+的还原性，用H2O2将其氧化为Sn4+。 21-4比较Sb、Bi的硫化物和氧化物的性质，并联系第16章内容，总结归纳砷分族元素的氧化物及其水合物、硫化物的酸碱性、氧化还原性的递变规律。 解：砷分族元素的氧化物及其水合物的酸碱性和氧化还原性的递变规律与其对应的硫化物相似。即：从上到下，酸性减弱，碱性增强；+V氧化值的氧化性从上到下增强，+III 氧化值的还原性从上到下减弱；同一元素+V氧化值的酸性比+III氧化值的强。 21-5 说明三氯化铝在气态及在水溶液中的存在形式。 解：由于铝的缺电子性，三氯化铝在气体时以双聚分子形式存在Al2Cl6，但Al2Cl6溶于水后，立即离解为[Al(H2O)6]3+和Cl-离子，并强烈水解。 21-6 Al(CN)3能否存在于水溶液中[K a(HCN)=6.2×10-10]？配离子Al(CN)63-能否生成，为什么？ 解：由于Al3+的强烈水解性和HCN的弱酸性，所以Al(CN)3在水溶液中不能稳定存在，会发生强双水解；同样，Al(CN)63-在水溶液中也很难生成。 21-7 略
(完整版)电极电势-答案
氧化还原与电极电势——答案 1.25℃时将铂丝插入Sn 4+和Sn 2+离子浓度分别为L 和L 的混合溶液中，电对的电极电势为（ ）。 A ．)/(24++Sn Sn θ? B ． 2/05916.0)/(24+++Sn Sn θ? C ．05916.0)/(24+++Sn Sn θ? D ．2/05916.0)/(24-++Sn Sn θ? 解答或答案：B 2.对于电池反应Cu 2+＋Zn = Cu ＋Zn 2+下列说法正确的是（ ）。 A ．当[Cu 2+] = [Zn 2+]，反应达到平衡。 B ．θ?（Cu 2+/Cu ）= θ?（Zn 2+/Zn ）, 反应达到平衡。 C ．?(Cu 2+/Cu ）= ?（Zn 2+/Zn ）, 反应达到平衡。 D ． 原电池的标准电动势等于零时，反应达到平衡。 解答或答案：C 3.今有原电池(－)Pt,H 2( )H ＋(c)Cu 2+ (c)Cu(＋) ,要增加原电池电动势，可以采取的措施是（ ）。 A 增大H ＋离子浓度 B 增大Cu 2+离子浓度 C 降低H 2的分压 D 在正极中加入氨水 E 降低Cu 2+离子浓度，增大H ＋离子浓度 解答或答案：B 4.已知下列反应； CuCl 2＋SnCl 2 = Cu ＋SnCl 4 FeCl 3＋Cu= FeCl 2＋CuCl 2 在标准状态下按正反应方向进行。则有关氧化还原电对的标准电极电位的相对大小为（ ）。 A θ?（Fe 3+/Fe 2+）＞θ?（Cu 2+/Cu ）＞θ?(Sn 4+/Sn 2+) B θ?（Cu 2+/Cu ）＞θ?（Fe 3+/Fe 2+）＞θ?(Sn 4+/Sn 2+) C θ?(Sn 4+/Sn 2+)＞θ?（Cu 2+/Cu ）＞θ?（Fe 3+/Fe 2+）
二氧化钌薄膜热处理过程中的物相变化
二氧化钌薄膜热处理过程中的物相变化 2016-07-06 12:33来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部 不同温度处理的薄膜的XRD谱 随着高端电子设备朝小型化、轻量化、高可靠性、长寿命的方向发展，电子器件中的电容器必须向容量大、体积小、功率密度高和脉冲放电性能优异的方向发展。传统的电容器已经不能满足高端电子设备的要求。超级电容器的比功率是蓄电池的数十倍，比能量是物理电容器的数百倍，而且具有充放电效率高、能够持续放出大电流、不需要维护保养和寿命长等性能，正在被广泛地应用于航空航天、电子信息技术、绿色环保能源工业、电动汽车等领域。研究超级电容器有着极其广阔的应用前景和重要的战略意义。 根据电荷的储存机理，超级电容器可分为双电层电容器和法拉第准(赝)电容器。双电层电容器使用碳素材料作为电极，比电容为200 F/g左右。法拉第准电容器使用RuO2、MnO2、NiO和SnO2等金属氧化物作为电极，通过法拉第氧化还原反应完成充放电。其中，RuO2·H2O电极材料的比电容高达700F/g，比电容大约是碳电极的3倍，比功率比碳电极的大1个数量级；在硫酸电解液中性能稳定，充放电性能优异且循环寿命长。因此，RuO2·H2O是目前应用于高比能超级电容器性能最优异的电极材料，已显示出非常重要的地位和广阔的应用前景。 RuO2·H2O电极的性能是直接影响超级电容器整体性能的主要因素。RuO2·H2O占超级电容器制造成本的50%以上。不同形态结构的RuO2·H2O的比电容相差很大。对于微孔结构的RuO2·H2O电极材料，电极深层的活性物质能参与快速可逆的氧化还原反应；与晶体结构的RuO2相比，质子更容易在无定形的RuO2·H2O 中自由扩散。因此，无定形的RuO2·H2O电极材料具有更大的比电容。目前，制备氧化钌电极材料的方法有电沉积法、涂敷热分解法、Sol-gel法和CVD法等。采用涂敷热分解等高温方法制备RuO2电极材料，薄膜的结合水含量较低，影响电容特性，且RuO2的用量较大；用Sol-gel法制备RuO2，薄膜附着力较差；CVD法制备RuO2薄膜，反应时间长，不宜批量生产；电沉积法设备要求低，采用RuCl3·3H2O水溶液为电沉积液制备RuO2·H2O薄膜，成本相对较低。电沉积法制备的初生薄膜成分为RuCl3·cH2O，附着力较差，比电容较小，需要经过热处理将其转变为RuO2·nH2O，以便改善附着力和提高比电容。但是，若处理温度过高会使RuO2·nH2O晶化，导致比电容快速降低。
电极电势-答案
氧化还原与电极电势一一答案 Sn 4+和Sn 2 *离子浓度分别为0.1mol/L 和0.01mol/L 的混合溶液中，电 对 ）。 A 增大H"离子浓度 2+ 增大Cu 离子浓度 C 降低f 的分压 在正极中加入氨水 2+ E 降低Cu 离子浓度, 解答或答案：B 4.已知下列反应; FeCl 3 + Cu= FeCl 2 + CuCl 2 在标准状态下按正反应方向进行。则有关氧化还原电对的标准电极电位的相对大小为（ （Fe 3+/Fe 2+）＞ （Cu 2+/Cu ）＞ （Sn 4+/S n 2+） (Cu 2+ /Cu )> (Fe 3+/Fe 2+ )> (SrT/S n 2+ ) 4+ 2+ 9_|_ Q_|_ 9_|_ (Sn /Sn ) > (Cu 2 /Cu )> ( Fe 3 /Fe 2 ) A . (Sn 4 /Sn 2 B . (Sn 4 /Sn 2 )0.05916/2 C . (Sn 4 /Sn 2 0.05916 D . (Sn 4 /Sn 2 ) 0.05916/2 解答或答案：B 2+ 2+ 2.对于电池反应Cu + Zn = Cu +Zn 下列说法正确的是（ ） 。 A . 2亠 2+ 当[Cu ] = [Zn ]，反应达到平衡。 B . (Cu 2+/Cu ) = (Zn 2+ /Zn ),反应达到平衡。 (Cu 2+/Cu ) = (Zn 2+ /Zn ),反应达到平衡。 D. 解答或答案：C 原电池的标准电动势等于零时，反应达到平衡。 3.今有原电池（—）Pt,H 2（） 施是（）。 2+ Cu I （C ） Cu （ +）,要增加原电池电动势，可以采取的措 CuCl 2 + SnC b = Cu + SnCl 4 1.25 C 时将铂丝插 入 的电极电势为（ H + 离子浓度 增大
钛基氧化钌电极在油田污水处理中的研究
文章编号:16732095X (2010)022******* 钛基氧化钌电极在油田污水处理中的研究 邱 晨,常 明 (天津理工大学电子信息工程学院,天津300384) 摘 要:本文以油田污水为研究对象,用钛基氧化钌作阳极,采用电化学氧化法处理石油污水,研究了电解时间、电流密度及电极间距对污水中铁去除率的影响,实验发现在优化电解时间、电流密度、电极间距等参数后,有很好的除铁效果;将电化学氧化除铁与氧化剂H 2O 2除铁进行实验对比,结果表明电化学氧化除铁不但具有更好的氧化能力和处理效果,而且避免了因添加化学药剂而带来的二次污染.关键词:电极;电化学;石油污水;污水处理;除铁中图分类号:T E991 文献标识码:A S tudy on o ilf i eld pr oduced wa ter tr ea t m en t by T i 2ba sed Ru O coa t i n g electr ode Q I U Chen,CHANG M ing (Scho ol of Electr onic Infor ma tion Engineering,Ti anji n Univ e rsity of Technol ogy,Tianji n 300384,China) Ab stra ct:The treat ment of petroleu m waste wate rwith electrochem ical oxida tion wa s inve stiga t ed by Ti/Ru O 2elec trode s t o ex 2p l ore the influences of the ti m e,current density and the dist ance of electrode s on the rate of iron remova l .T he ex pe ri m ent found tha t opti m i zing the para m ete rs of e l ec trolysis ti m e,current density,e lec trode s pac i ng,have a g ood effec t of re moving i 2r on .Co mpared the electrochem ical oxidati on of ir on with oxidants H 2O 2oxidati on of iron,the ex peri m enta l re sults sho w tha t the elec trochem ical oxidati on of ir on not only ha s bett e r oxida ti on capacit y and treat m ent efficiency,but als o av oid the sec 2ondary polluti on added by the chem ica ls . Key wor ds:electrode;e l ec troche m istry;petr o l eu m wa stewa ter;wastewa ter treat m ent;iron re moval 油田开发生产过程中会产生大量的采油污水.对油田污水处理及回注再利用,是目前开发和利用 水资源的正确途径.油田污水中含有的Fe 2+是具有腐蚀性的离子,含有过量铁的回注水能在管道中产生沉积,特别是当水中含有溶解氧时,含铁的回注水为铁细菌的大量繁殖提供了条件,从而造成管道堵塞.此外,还极有可能堵塞地层孔隙,减少注水量,降低注水的效果.因此在油田废水处理后用于回注时,常将铁离子的含量作为一个重要的控制指标. 传统的除铁处理方法是采用曝气氧化加过滤的方法 [122] ,但曝气和加药设备不适用于油田污水处 理,油田污水曝气氧化会加快设备和管道的腐蚀. 相对于其他的污水处理方法,电化学氧化法开始受到人们的重视.在电化学技术中,电子是电化学反应的最根本的反应物质,电子转移在电极和废物组分之间进行,不需要添加氧化还原试剂,避免了由另外添加药剂而引起的二次污染问题,通过控制电位,可使电极反应具有高度的选择性,防止有可能发生的副反应,在常温、常压下即可运行,能量利用效率高,是一种清洁、安全、有效的环境友好型污水处理方法. 1 电化学除铁作用机理 采用钛基氧化钌电极电解污水时,阳极生成氧 收稿日期223基金项目天津市重点科技攻关项目(6YFGZS 3);天津市薄膜电子与通信器件重点实验室基金(6TXT )第一作者邱 晨(— ),男,硕士研究生第26卷 第2期2010年4月 天 津 理 工 大 学 学 报 JO URNA L O F T IANJ IN UNIVER S IT Y O F TEC HNOLO GY Vol .26No .2 Apr .2010 :2009090. :0H00000JJC14702. :1984.
超级电容器中的二氧化钌复合电极
超级电容器中的二氧化钌复合电极 2016-07-05 13:12来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部 不同涂覆数时二氧化钌/活性炭复合薄膜的SEM图片 超级电容器是一种介于充电电池与传统电容器之间的新型能源器件，是一种新型、高效、实用的能量储存装置。与传统的电容器和二次电池相比，超级电容器的功率密度、储存电荷的能力比普通电容器和电池高很多，其容量是传统电容器的200倍以上，功率是二次电池的10倍以上；它充放电速度快、效率高、工作温限宽、电压记忆性好、免维护、对环境无污染、循环寿命长，是一种新型绿色能源；因而在现代航空、航天、兵器、国防科技、移动通讯、电子信息技术、绿色环保能源、电动汽车混合电源等方面有广阔的应用前景。 根据电荷的储存机理，超级电容器可分为双电层电容器和法拉第准电容器。双电层电容器采用碳材料作为电极，通过碳电极与电解液界面上电荷分离所产生的双电层电容储存能量；法拉第准电容器一般采用RuO2作为电极，由氧化物电极表面及体相发生的氧化还原反应所产生的法拉第准电容储存能量。 电极材料的性能是决定超级电容器质量的关键。电极材料必须能够在电极与电解质界面上形成双电层电容或法拉第准电容，并具有一定的化学稳定性和良好的电子及离子导电性。金属氧化物RuO2的比电容高达768F/g，是目前最理想 的电极材料。但是，RuO2昂贵的价格限制了它的广泛应用。在复合电极材料的研究中，不少研究者将RuO2和多孔碳材料制成复合电极材料，以减少内阻，提高其功率性能，降低生产成本。制备RuO2薄膜的方法很多，如溶胶?凝胶法、化学气相沉积、
物理气相沉积、溅射沉积、涂覆热分解、电沉积等。目前生产的混合电容器用RuO2薄膜，主要采用涂覆热分解的方法制备。该方法对设备要求低，操作简便，适合规模化生产应用。 中南大学材料科学与工程学院甘卫平等人为研制低成本、高比容超级电容器的关键复合电极材料，采用涂覆热分解法，以RuCl3·2H2O为前躯体，制备二氧化钌/活性炭复合电极材料。借助扫描电镜、附着力测试、循环伏安、恒流充放电和电化学阻抗谱等检测手段，观察复合薄膜电极材料的表面形貌，分析不同涂覆量的二氧化钌/活性炭复合薄膜电极的性能。研究结果表明：二氧化钌/活性炭复合电极材料具有良好的电化学稳定性，涂覆热分解最佳涂覆数为4次，复合薄膜的比表面积为321.4m2/g，附着力为11.4 MPa；在H2SO4溶液浓度为0.5 mol/L、扫描速率20 mV/s 条件下，复合电极材料的比电容为422 F/g，内阻为0.33 Ω；经300次充放电后，电容量持续为98.8%。
二氧化钌和核黄素纳米复合材料修饰的玻璃电极测定过氧化氢
Accepted Manuscript Title:Amperometric detection of hydrogen peroxide at nano-ruthenium oxide/ribo?avin nanocomposite-modi?ed glassy carbon electrodes Author:Mahmoud Roushani Elham Karami Abdollah Salimi Reza Sahraei PII:S0013-4686(13)01831-8 DOI:https://www.wendangku.net/doc/0116958270.html,/doi:10.1016/j.electacta.2013.09.069 Reference:EA21286 To appear in:Electrochimica Acta Received date:23-5-2013 Revised date:2-9-2013 Accepted date:11-9-2013 Please cite this article as:M.Roushani KaramiA.SalimiR.Sahraei Amperometric detection of hydrogen peroxide at nano-ruthenium oxide/ribo?avin nanocomposite-modi?ed glassy carbon electrodes,Electrochimica Acta(2013), https://www.wendangku.net/doc/0116958270.html,/10.1016/j.electacta.2013.09.069 This is a PDF?le of an unedited manuscript that has been accepted for publication. As a service to our customers we are providing this early version of the manuscript. The manuscript will undergo copyediting,typesetting,and review of the resulting proof before it is published in its?nal form.Please note that during the production process errors may be discovered which could affect the content,and all legal disclaimers that apply to the journal pertain.
物理化学—电化学练习题及参考答案(2)
电化学B 一、选择题 1. p?和298 K下，把Pb和Cu(Ac)2溶液发生的反应安排为电池，当获得可逆电功为91.84 kJ时，电池同时吸热213.6 kJ，因此该过程有：（） (A) ?r U>0, ?r S>0 (B) ?r U<0, ?r S>0 (C) ?r U>0, ?r S<0 (D) ?r U<0, ?r S<0 2. 在应用电位计测定电动势的实验中，通常必须用到： （） (A) 标准电池 (B) 标准氢电极 (C) 甘汞电极 (D) 活度为1的电解质溶液 3. 下列电池中液接电势不能被忽略的是：( ) (A) Pt, H2(p1)│HCl(m1)│H2(p2), Pt (B) Pt, H2(p)│HCl(m1)‖HCl(m2)│H2(p), Pt (C) Pt, H2(p)│HCl(m1)┆HCl(m2)│H2(p), Pt (D) Pt, H2(p)│HCl(m1)│AgCl,Ag-Ag,AgCl│HCl(m1)│H2(p), Pt 4. 某电池反应为: Hg2Cl2(s)＋H2(p?)─→2 Hg(l)＋2 H+(a=1)＋2 Cl-(a=1) 已知:E?＝0.268 V, (?E/?T)p＝-3.2×10-4 V·K-1, 则?r S m为：( ) (A) -61.76 J·K-1·mol-1(B) -30.88 J·K-1·mol-1
(C) 62.028 J·K-1·mol-1(D) -0.268 J·K-1·mol-1 5. 电池中使用盐桥的作用是：（） (A) 使电池变成无液体接界的可逆电池 (B) 基本消除电池中的液体接界电势 (C) 消除电池中存在的扩散现象 (D) 使液体接界电势为零 6. 用对消法测定电池电动势，若实验中发现检流计始终偏向一边，则可能原因是：（） (A) 被测定电池温度不均匀 (B) 被测定电池的两极接反了 (C) 搅拌不充分使浓度不均匀 (D) 检流计灵敏度差 7. 将一铂丝两端分别浸入含0.1 mol·dm-3 Sn2+和0.01 mol·dm-3 Sn4+的溶液中，这时的电位差为：（） (A) E(Sn4+|Sn2+)+0.059/2 (B) E(Sn4+|Sn2+)+0.059 (C) E(Sn4+|Sn2+) - 0.059 (D) E(Sn4+|Sn2+) - 0.059/2 8. 测定电池电动势时，标准电池的作用是：（） (A) 提供标准电极电势 (B) 提供标准电流 (C) 提供标准电位差 (D) 提供稳定的电压 9. 当电池的电动势E=0时，表示：（）
物理化学—电化学练习题及参考答案
电化学 A 一、选择题 1. 某燃料电池的反应为： O2(g)─→H2O(g) H2(g)＋1 2 在400 K 时的?r H m和?r S m分别为-251.6 kJ·mol-1和–50 J·K-1·mol-1,则该电池的电动势为：( ) (A) 1.2 V (B) 2.4 V (C) 1.4 V (D) 2.8 V 2. 已知下列两个电极反应的标准电极电位为： Cu2++ 2e-─→Cu(s) φ $= 0.337 V 1 Cu++ e-─→Cu(s) φ $= 0.521 V 2 由此可算得Cu2++ e-─→Cu+的φ?值为：( ) (A) 0.184 V (B) 0.352 V (C) -0.184 V (D) 0.153 V 3. 有下面一组电池： (1) H2(p?)│HCl(a=1)‖NaOH(a=1)│O2(p?) (2) H2(p?)│NaOH(a=1)│O2(p?) (3) H2(p?)│HCl(a=1)│O2(p?) (4) H2(p?)│KOH(a=1)│O2(p?) (5) H2(p?)│H2SO4(a=1)│O2(p?) 电动势值：( ) (A) 除1 外都相同(B) 只有2,4 相同
(C) 只有3,5 相同(D) 都不同 4. 对应电池Ag(s)|AgCl(s)|KCl(aq)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)的化学反应是：（） (A) 2Ag(s)+Hg22+(aq) = 2Hg(l) +2Ag+ (B) 2Hg+2Ag+ = 2Ag +Hg22+ (C) 2AgCl+2Hg = 2Ag +Hg2Cl2 (D) 2Ag+Hg2Cl2 = 2AgCl +2Hg 5. 电动势测定应用中，下列电池不能用于测定H2O(l)的离子积的是： （） (A) Pt,H2(p?)|KOH(aq)||H+(aq)|H2(p?),Pt (B) Pt,H2(p?)|KOH(aq)||参比电极 (C) Pt,H2(p?)|KOH(aq)|HgO(s)|Hg(l) (D) Pt,H2(p?)|HCl(aq)|Cl2(p?),Pt 6. 在电极与溶液的界面处形成双电层，其中扩散层厚度与溶液中离子浓度大小的关系是（） (A) 两者无关 (B) 两者成正比关系 (C) 两者无确定关系 (D) 两者成反比关系 7. 某电池反应为Zn(s)＋Mg2+(a=0.1)＝Zn2+(a=1)＋Mg(s) 用实验测得该电池的电动势E＝0.2312 V, 则电池的E?为：( )
物理化学—电化学练习题及参考标准答案(1)
电化学A 一、选择题 1. 某燃料电池的反应为： O2(g)─→H2O(g) H2(g)＋1 2 在400 K 时的?r H m和?r S m分别为-251.6 kJ·mol-1和–50 J·K-1·mol-1,则该电池的电动势为：( ) (A) 1.2 V (B) 2.4 V (C) 1.4 V (D) 2.8 V 2. 已知下列两个电极反应的标准电极电位为： Cu2++ 2e-─→Cu(s) φ $= 0.337 V 1 Cu++ e-─→Cu(s) φ $= 0.521 V 2 由此可算得Cu2++ e-─→Cu+的φ?值为：( ) (A) 0.184 V (B) 0.352 V (C) -0.184 V (D) 0.153 V 3. 有下面一组电池： (1) H2(p?)│HCl(a=1)‖NaOH(a=1)│O2(p?) (2) H2(p?)│NaOH(a=1)│O2(p?) (3) H2(p?)│HCl(a=1)│O2(p?) (4) H2(p?)│KOH(a=1)│O2(p?) (5) H2(p?)│H2SO4(a=1)│O2(p?) 电动势值：( ) (A) 除1 外都相同(B) 只有2,4 相同
(C) 只有3,5 相同(D) 都不同 4. 对应电池Ag(s)|AgCl(s)|KCl(aq)|Hg2Cl2(s)|Hg(l)的化学反应是：（） (A) 2Ag(s)+Hg22+(aq) = 2Hg(l) +2Ag+ (B) 2Hg+2Ag+ = 2Ag +Hg22+ (C) 2AgCl+2Hg = 2Ag +Hg2Cl2 (D) 2Ag+Hg2Cl2 = 2AgCl +2Hg 5. 电动势测定应用中，下列电池不能用于测定H2O(l)的离子积的是： （） (A) Pt,H2(p?)|KOH(aq)||H+(aq)|H2(p?),Pt (B) Pt,H2(p?)|KOH(aq)||参比电极 (C) Pt,H2(p?)|KOH(aq)|HgO(s)|Hg(l) (D) Pt,H2(p?)|HCl(aq)|Cl2(p?),Pt 6. 在电极与溶液的界面处形成双电层，其中扩散层厚度与溶液中离 子浓度大小的关系是（） (A) 两者无关 (B) 两者成正比关系 (C) 两者无确定关系 (D) 两者成反比关系 7. 某电池反应为Zn(s)＋Mg2+(a=0.1)＝Zn2+(a=1)＋Mg(s) 用实 验测得该电池的电动势E＝0.2312 V, 则电池的E?为：( )
应用电化学答案
5. 9.电化学理论认为缓蚀剂通过加大腐蚀的阴极过程或阳极过程的阻力而减小金属的腐蚀速率。因此而分为阳极抑制型、阴极抑制型和混合抑制型缓蚀剂。 10. 工作电极：以测定请在铜电极上的反应极化曲线为例，工作电极（即研究电极）是发生析氢反应的场所。 参比电极：作为基准来测量其他电极的过电位。 辅助电极：用来通过电流以实现研究电极的极化。研究阴极过程时，辅助电极作阳极；研究阳极过程时，辅助电极作阴极。 试说明参比电极应具有的性能和用途。 答：参比电极是理想不极化电极，它应具备下列性能：应是可逆电极，其电极电势符合Nernst方程；参比电极反应应有较大的交换电流密度，流过微小的电流时电极电势能迅速恢复原状；应具有良好的电势稳定性和重现性等。 参比电极是指一个已知电势的接近于理想不极化的电极，参比电极上基本没有电流通过，用于测定研究电极(相对于参比电极)的电极电势。实际上，参比电极起着既提供热力学参比，又将工作电极作为研究体系隔离的双重作用。 试说明工作电极应具有的性能和用途。 答：工作电极(working electrode，简称WE)：又称研究电极，是指所研究的反应在该电极上发生。一般来讲，对工作电极的基本要求是：所研究的电化学反应不会因电极自身所发生的反比而受到影响，并且能够在较大的电位区域中进行测定；电极必须不与溶剂或电解液组分发生反应；电极面积不宜太大，电极表面最好应是均一、平滑的，且能够通过简单的方法进行表面净化等等。工作电极可以是固体，也可以是液体，各式各样的能导电的固体材料均能用作电极。通常根据研究的性质来预先确定电极材料，但最普通的“惰性”固体电极材料是玻碳(GC)、铂、金、银、铅和导电玻璃等。采用固体电极时，为了保证实验的重现性，必须注意建立合适的电极预处理步骤，以保证氧化还原、表面形貌和不存在吸附杂质的可重现状态。在液体电极中，汞和汞齐是最常用的工作电极，它们都是液体，都有可重现的均相表面，制备和保持清洁都较容易，同时电极上高的氢析出超电势提高了在负电位下的工作窗口，已被广泛用于电化学分析中。 试说明辅助电极应具有的性能及用途。 答：辅助电极和工作电极组成回路，使工作电极上电流畅通，以保证所研究的反应在工作电极上发生，但必须无任何方式限制电池观测的响应。由于工作电极发生氧化或还原反应时，辅助电极上可以安排为气体的析出反应或工作电极反应的逆反应，以使电解液组分不变，即辅助电极的性能一般不显著影响研究电极上的反应。但减少辅助电极上的反应对工作电极干扰的最好办法可能是用烧结玻璃、多孔陶瓷或离子交换膜等来隔离两电极区的溶液。为了避免辅助电极对测量到的数据产生任何特征性影响，对辅助电极的结构还是有一定的要求。如与工作电极相比，辅助电极应具有大的表面积使得外部所加的极化主要作用于工作电极上，辅助电极本身电阻要小，而且不容易极化，同时对其形状和位置也有要求。
电极电势_答案
解答或答案：B 对的电极电势为( )。 A. 「十Sn 4 /Sn 2 ) C . ，(Sn 4 /Sn 2 ) 0.05916 解答或答案：B 2. 对于电池反应Cu 2+ + Zn = Cu + Zn 2+下列说法正确的是() A. 当[Cu 2+] = [Zn 2+],反应达到平衡。 B. 厂(Cu 2+/Cu ) = ■- (Zn 2+/Zn ),反应达到平衡。 C. ： (Cu 2+/Cu ) = (Zn 2+/Zn ),反应达到平衡。 D. 原电池的标准电动势等于零时，反应达到平衡。 解答或答案：C 3. 今有原电池(一)Pt,H 2($ H + (c) Cu 2+ (c) Cu(+)，要增加原电池电动势 是 ()。 A 增大H +离子浓度 B 增大Cu 2+离子浓度 C 降低H 2的分压 D 在正极中加入氨水 E 降低Cu 2+离子浓度，增大H +离子浓度 1.25 C 时将铂丝插入 氧化还原与电极电势 答案 Sn 4+和Sn 2+离子浓度分别为O.1mol/L 和0.01mol/L 的混合溶液中，电 B. —(Sn 4 /Sn 2 ) 0.05916/2 D . 十Sn 4 /Sn 2 )-0.05916/2 ,可以米取的措施
4. 已知下列反应； CuCl2 + Sn CI2 = Cu + Sn CI4 FeCl3 + Cu= FeCI 2 + CuCl2 在标准状态下按正反应方向进行。则有关氧化还原电对的标准电极电位的相对大小为()。 A ■- ( Fe3+/Fe2+)> 宀(Cu2+/Cu )>「"(Sn4+/Sn2+) B :" (Cu2+/Cu )> 宀(Fe3+/Fe2+)>「"(Sn4+/Sn2+) C 宀(Sn4+/Sn2+)> 宀(Cu2+/Cu )> " (Fe3+/Fe2+) D - (Fe3+/Fe2+)>「伽4+/Sn2+)> " (Cu2+/Cu) 解答或答案：A 5. 下列原电池中，电动势最大的是()。 A (—)Zn| Zn2+(1mol ?-1)|| Cu2+ (1mol L-1)) Cu(+) B (—)Zn Zn2+ (0.1mol L-1)|| Cu2+(1mol L-1)) Cu( +) C(—)Zn Zn2+ (1mol L-1)| Cu2+ (0.1mol L-1)) Cu(+) D (—)Zn Zn2+ (0.1mol L-1)|| Cu2+ (0.1mol L-1)) Cu(+) 解答或答案：B 6. 原电池的组成为： (—)Zn Zn S04(c) HCl(c) H2(100kPa),Pt(+) 该原电池电动势与下列因素无关的是()。 A ZnSO4溶液的浓度B锌电极极板的面积