电化学处理

摘要： 目的解决恒电位电化学氮化时高的过电位引起的析氢反应对316LSS综合性能的恶化,提出采用恒电流技术对其进行电化学氮化改性,并确定最佳的试验参数。方法借助于循环伏安、计时电位,交流阻抗和动电位极化等电化学方法,扫描电镜及X射线光电子能谱分析,研究还原电流密度对316LSS表面形貌、耐腐蚀性能、疏水性能和接触电阻等的影响。结果还原电流密度为5 mA/cm^(2)时,反应后表面形成的氮掺杂凸起结构呈现明显的疏水性能,最大疏水角为103.7°。140 N/cm^(2)的压紧力下,界面接触电阻为8.9 mΩ·cm^(2),在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)+5 mg/L F–的测试电解质中,腐蚀电流密度为0.025μA/cm^(2)。同一极板在阴、阳极总共长达13 h的耐久性测试中,腐蚀电流密度均小于1μA/cm^(2),且腐蚀后表面只出现了少量的腐蚀坑。结论316LSS在0.5 mol/L KNO_(3)+0.1 mol/L HNO_(3)的混合溶液中,经恒电流氮化改性后,综合性能明显提高。恒电流电化学改性过程中,316LSS钝化膜中氧化铁膜层的选择性溶解和氧化铬被氮掺杂,两者共同作用提高了316LSS的稳定性和电导率。证明了恒电流电化学氮化改性316LSS双极板可以达到比恒电位更好的效果,这为低成本、长寿命的金属双极板开发提供了新的可选方案。

摘要： 分析了抚顺油页岩干馏废水的水质特点,研究了电化学油/水分离技术在油页岩干馏废水除油单元的应用状况;试验结果表明:在电流90 A和电压88 V条件下,添加电解质4 g/L氯化钠,电解50 min,除油效率基本稳定在80%左右,出水油质量浓度均能降到100 mg/L以下,达到后续处理设备需求;电化学除油装置回收的页岩油,没有改变页岩油的品质,可以有效回收,由原来的高额电耗和药剂费,转变为每吨水0.12元油收益,污水处理厂每天需处理3600 t油页岩干馏废水,创收432元/d,基本实现含油废水的资源化和无害化处理。

摘要： 电化学处理技术已广泛用于水体重金属的去除研究。其中,具有导电性强、比表面积大、结构可控等性能的碳基电极在电化学处理和回收重金属方面表现出巨大的应用前景。主要介绍了碳纳米管、石墨烯、活性炭等碳基电极通过电吸附、电氧化还原以及电沉积等电化学方法去除与回收水中重金属的研究进展,并展望了碳材料为基础的电化学处理重金属的发展趋势。

摘要： 在采用电化学方法处理含聚合物的污水时,借助形态原位识别技术对处理聚合物污水的动态过程中气泡及油珠变化进行分析,结合絮体分形理论观察油珠与气泡的特点,并利用分形维数判断处理时间对两者的影响,观察气泡和油珠变化对除油效果的影响。结果表明:气泡分时形态变化小,分形维数保持在2.06左右;油珠分时形态变化较显著,且随着时间的增长油珠粒径变大,分形维数在1.80~1.97范围内,两者形态和分形维数具有较好的相关性。电化学处理期间,油珠和气泡会黏附在一起,并伴随着时间的延长,油珠会在气泡影响下逐渐聚集,这会提升油珠上浮分离速度,油珠平均当量圆直径会变大。在保持较高的输出电流、较短的动态停留时间或者较低的输出电流、较长的停留时间时能够促进除污。

摘要： 理解和调控材料表面性质是研究非均相反应的重点.对于电化学和光电化学驱动的表面催化反应,构建表面活性位点并理解其相关的反应机理是众多研究人员关注的重点.除表面活性位点外,表面电荷传输通道的存在对于(光)电化学催化反应也同样重要,因为其决定了传输到(光)电极表面有效电荷的数量.然而,目前关于如何构建表面电荷传输通道的研究较少.本文以经典的钼掺杂钒酸铋光阳极为例,通过简单的电化学还原处理在其表面原位构建了电荷传输通道,进而实现了水氧化光电流密度约8.5倍的提升.通过对比电化学处理前后钼掺杂钒酸铋及氧化钼电极的X射线衍射图谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱发现,电化学处理诱导了电极表面的羟基化反应并且产生了Mo5+组分.这表明电化学处理诱导的氢钼青铜相(HyMoO_(x))可能在钼掺杂钒酸铋光阳极表面形成了高效的电荷传输通道.包括电荷分离和注入效率、开路电压、阻抗谱以及稳态和瞬态荧光光谱等(光)电化学测试结果表明,这些表面电荷传输通道的存在大幅度提高了钼掺杂钒酸铋光阳极的体相电荷分离和传输效率.进一步通过构建电化学处理前后钼掺杂钒酸铋和氧化钼电极的能带结构,本文提出了电化学激活钼掺杂钒酸铋光阳极的内在机理,即:钼掺杂钒酸铋电极表面存在氧化钼偏析相,并严重阻碍了空穴的有效传输,电化学处理实现了氧化钼空穴阻挡层向HyMoO_(x)空穴传导层的转变,其中HyMoO_(x)的缺陷能级构成了光阳极和电解液之间的有效电荷传输通道.针对该体系,本课题组曾报道(J.Phys.Chem.C,2012,116,5076–5081)电化学处理消除了充当表面光生载流子复合中心的氧化钼偏析相,本文则进一步丰富并完善了之前的理解.此外,电化学处理构建的HyMoO_(x)基表面电荷传输通道对于富氧环境敏感,在富氧环境中会发生氧化及去质子化反应,进而逐渐转变成阻碍空穴有效传输的氧化钼层,使得电化学激活的钼掺杂钒酸铋光电极失去活性.综上,本文明确指出构建表面电荷传输通道对实现高效(光)电化学催化反应是不可或缺的,而进一步理解和优化表面电荷传输通道也将为储能、传感、催化等其它领域的发展提供新机遇.

摘要： 目的研究在0.5 mol/L KNO3和0.1 mol/L HNO_(3)混合溶液中,电极电位对316L不锈钢(316LSS)表层微观形貌、化学组成、耐腐蚀性能和界面接触电阻的影响,以解决316LSS双极板在质子交换膜燃料电池中服役时腐蚀和表面接触电阻较大的问题。方法借助于电化学交流阻抗、循环伏安、计时电流和动电位极化测试,对316LSS表面发生的电化学反应及改性后性能进行研究。利用电化学工作站、扫描电镜及X射线光电子能谱分析仪,对316LSS的耐腐蚀性能、微观形貌及化合价进行表征,并测量界面接触电阻和反应后溶液中铁铬金属离子浓度进行测量。结果在0.5 mol/L KNO_(3)+0.1 mol/L HNO_(3)的混合溶液中,316LSS表面发生的反应为不可逆过程,当改性电位为–0.5 V(vs. SCE)时,交流阻抗低频区出现了代表物质吸附的感抗弧,电位负移到–0.6 V(vs. SCE)和–0.7 V(vs. SCE)时,表面发生点腐蚀和晶界腐蚀,膜层的完整性被破坏。最佳电位–0.5 V(vs. SCE)改性后316LSS表面出现凸起结构,表层元素分析发现关键合金元素铬主要以氧化铬和氮化铬形式存在,–0.5 V(vs. SCE)对应的氮化铬占比达54.8%。在140 N/cm^(2)的压力下界面接触电阻与施加电位呈现抛物线关系,最小电阻值为8.7 mΩ·cm^(2)(–0.5 V(vs. SCE))。改性后的316LSS耐腐蚀性能显著提升,最佳样品的腐蚀电流密度和腐蚀电位分别为0.065μA/cm^2和136.738 m V,在模拟燃料电池中运行650 h时,腐蚀电流密度为3.4μA/cm^2。结论电化学改性316LSS的物理化学性能与施加电位大小密切相关。由于316LSS表层钝化膜在电化学反应过程中发生选择性溶解以及原位氮掺杂,促使钝化膜厚度减薄,掺杂氮元素稳定了膜层结构和提高了导电性能,消除了钝化膜对双极板性能的不利影响。最佳改性电位下316LSS表面发生选择性蚀刻形成致密的凸起状氮掺杂膜层,改善了316L不锈钢双极板综合性能。

摘要： 绿松石是一种多孔材料,其孔隙特征直接影响其颜色、光泽、硬度、耐久性等性质,进而影响其市场价值,电化学处理的主要目的是降低绿松石孔隙度从而使其耐久、保色.采用全自动比表面仪、X射线显微CT(Micro-CT)等测试分析手段,对电化学处理前后绿松石的孔隙特征进行了对比研究.比表面仪研究发现,电化学处理后的绿松石总孔隙度、总孔体积、平均孔径及比表面积均有一定程度的变化;吸附-脱附曲线高压区域天然绿松石吸附曲线斜率变大,而电化学处理绿松石吸附曲线斜率变小;天然绿松石孔径分布曲线为类抛物线,而电化学处理绿松石孔径分布曲线呈内凹曲线状.Micro-CT研究结果表明:天然绿松石中出现的由表面贯穿至内部的大孔洞,经电化学处理后孔洞被不完全充填;天然绿松石存在“流纹状”结构,孔隙沿“流纹”分布,而电化学处理绿松石的“流纹状”结构消失,孔隙分布杂乱无章.本研究首次从孔隙特征角度入手,发现天然绿松石与电化学处理绿松石在高压区域吸附曲线特征、50 nm孔径以上孔隙分布曲线、孔隙充填情况和内部结构等方面存在明显差异.通过检测绿松石的钾(K)含量,并结合孔隙特征差异,可以有效地对绿松石是否经过电化学处理进行检验判定.

摘要： 随着人们对产品美观方面的要求越来越高,机柜不仅要满足各电气单元的组合功能条件,还要满足坚固可靠、整齐美观的要求.针对使用何种方法来处理,可以满足不同产品的表面需求这一问题,选择适合的表面处理方法.首先,介绍机柜的表面处理方法特点及工艺流程;然后,将热镀锌与冷镀锌、喷漆与喷塑的工艺、镀层结构及适用范围进行比较;最后,得出如何选择适合的表面处理方式,在基体材料表面上人工形成一层与基体的机械、物理或化学性能不同的表层.该方法为满足不同要求的机柜表面处理提供实践依据.

摘要： 由于蒸发式冷凝器系统与普通冷塔循环水系统比较,小而分散,冷凝盘管表面水流速度慢、表面水温高、蒸发速度快、蒸发率高,导致易结垢,且难于控制.本工程采用电化学处理技术(ECT),连续将水中的结垢因子以固体的形式预先沉积去除,维持循环水中的溶解态结垢因子在合理范围内,钙硬度低于300mg/L,甲基橙碱度低于300mg/L,从而预防结垢.本文讨论了ECT的选型设计,调试运行,与化学处理的循环冷却水水质对比,标准规格等内容,为电化学处理技术(ECT)在蒸发式冷凝器循环水系统上的应用及标准化工作提供了实践依据.

摘要： 以脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯(O3P)、三乙醇胺(TEA)和脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯铵盐(O3PNH4)3种有机物与碳酸氢铵(NH4HCO3)的水溶液为电解质,采用电化学阳极氧化的方法对碳纤维进行表面改性,通过浸渍法在其表面加载Co催化剂前驱体;在450°C下还原成催化剂颗粒.利用BET吸附测试、化学滴定、拉曼光谱、单丝拉伸强度测试和场发射扫描电镜分别研究了电化学处理前后碳纤维结构与性能以及催化剂颗粒形貌的变化规律.实验表明:以O3PNH4为电解质,电解电流为0.4A时,碳纤维表面改性效果最佳;还原后在碳纤维表面加载了一层均匀的催化剂颗粒,为生长均匀、规整的碳纳米管(CNTs)打下良好的基础.

摘要： 鄂北气田钻井液不落地技术应用及全面推广实现钻井液零污染、零排放,有效保护环境和实现钻井液的重复利用.钻井液不落地技术主要应用物理沉降和电化学处理技术,全井钻进过程中无废弃固相和液相落地,减少了环境损害,完钻后地面完全恢复钻前状态;废弃钻井液重复利用,大幅减少钻井成本投入,因而具有广阔的应用前景.

摘要： 电化学污水处理方法可在常温常压下进行,通过调控固液界面电场有效控制化学反应的方向和反应速率,目前已应用于很多行业,是一种无二次污染、适应性强的高效污水处理技术.本文分析了电化学污水处理技术的特点,总结了当前电极材料、工艺组合、结构优化等方面的进展与趋势.针对石油石化行业高浓度难降解点源废水处理需求,分析了当前电化学污水处理技术在石油石化废水中的研究现状,提出了电化学污水处理技术解决石油石化废水处理难题的方向与途径,为石油石化行业污水处理与达标外排提供技术支持.

摘要： 电化学污水处理方法可在常温常压下进行,通过调控固液界面电场有效控制化学反应的方向和反应速率,目前已应用于很多行业,是一种无二次污染、适应性强的高效污水处理技术.本文分析了电化学污水处理技术的特点,总结了当前电极材料、工艺组合、结构优化等方面的进展与趋势.针对石油石化行业高浓度难降解点源废水处理需求,分析了当前电化学污水处理技术在石油石化废水中的研究现状,提出了电化学污水处理技术解决石油石化废水处理难题的方向与途径,为石油石化行业污水处理与达标外排提供技术支持.

摘要： 电化学污水处理方法可在常温常压下进行,通过调控固液界面电场有效控制化学反应的方向和反应速率,目前已应用于很多行业,是一种无二次污染、适应性强的高效污水处理技术.本文分析了电化学污水处理技术的特点,总结了当前电极材料、工艺组合、结构优化等方面的进展与趋势.针对石油石化行业高浓度难降解点源废水处理需求,分析了当前电化学污水处理技术在石油石化废水中的研究现状,提出了电化学污水处理技术解决石油石化废水处理难题的方向与途径,为石油石化行业污水处理与达标外排提供技术支持.

摘要： 电化学污水处理方法可在常温常压下进行,通过调控固液界面电场有效控制化学反应的方向和反应速率,目前已应用于很多行业,是一种无二次污染、适应性强的高效污水处理技术.本文分析了电化学污水处理技术的特点,总结了当前电极材料、工艺组合、结构优化等方面的进展与趋势.针对石油石化行业高浓度难降解点源废水处理需求,分析了当前电化学污水处理技术在石油石化废水中的研究现状,提出了电化学污水处理技术解决石油石化废水处理难题的方向与途径,为石油石化行业污水处理与达标外排提供技术支持.

摘要： 电化学污水处理方法可在常温常压下进行,通过调控固液界面电场有效控制化学反应的方向和反应速率,目前已应用于很多行业,是一种无二次污染、适应性强的高效污水处理技术.本文分析了电化学污水处理技术的特点,总结了当前电极材料、工艺组合、结构优化等方面的进展与趋势.针对石油石化行业高浓度难降解点源废水处理需求,分析了当前电化学污水处理技术在石油石化废水中的研究现状,提出了电化学污水处理技术解决石油石化废水处理难题的方向与途径,为石油石化行业污水处理与达标外排提供技术支持.

摘要： 中国电镀行业每年产生近4亿吨的含重金属废水,电镀行业的重金属污染情况最为复杂,具有重金属含量高、难降解有机物含量高、盐含量高的特点.通过行业调研,目前执行表2标准的电镀企业普遍面临难以实现稳定达标排放的问题,部分地区执行电镀行业表3标准直接倒逼企业生产技术及环保处理水平技术升级改造,传统处理技术效果已不能满足现管理要求,电镀行业亟需废水治理升级技术.电镀工业废水治理需突破常规电镀废水治理技术思路,加强技术创新应用,侧重绿色、节能、高效治理技术的应用,聚焦行业共性问题,关键性问题进行技术突破,以点带面引领行业治理技术升级.

摘要： 中国电镀行业每年产生近4亿吨的含重金属废水,电镀行业的重金属污染情况最为复杂,具有重金属含量高、难降解有机物含量高、盐含量高的特点.通过行业调研,目前执行表2标准的电镀企业普遍面临难以实现稳定达标排放的问题,部分地区执行电镀行业表3标准直接倒逼企业生产技术及环保处理水平技术升级改造,传统处理技术效果已不能满足现管理要求,电镀行业亟需废水治理升级技术.电镀工业废水治理需突破常规电镀废水治理技术思路,加强技术创新应用,侧重绿色、节能、高效治理技术的应用,聚焦行业共性问题,关键性问题进行技术突破,以点带面引领行业治理技术升级.

摘要： 本发明的目的在于提供由于在电极层形成时不制作浆料因此电极的生产性优异、由于作为分散剂不需要水溶性高分子成分因此能够实现低电阻化，且得到的电极的厚度精度及柔软性优异的电化学元件电极用粘合剂、使用了其的电极用复合体、电极、电化学元件以及电化学元件的制造方法。本发明涉及的电化学元件电极用粘合剂由玻璃化转变温度为35～80°C、初级粒子的体积基准D50平均粒径为80～1000nm的聚合物形成，其120°C的挥发成分少于1重量％，且该粘合剂为粉末状复合化粒子。

摘要： 本发明的目的在于提供一种内阻低、能够进行快速充电的电化学元件用集电体的制造方法。本发明中的电化学元件用集电体的制造方法，具有在金属箔上涂布涂布液后，除去所述有机溶剂，在所述金属箔上形成被覆层的工序，所述涂布液含有：选自甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟乙基乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基淀粉、羟丙基淀粉、糊精、普鲁兰多糖、葡聚糖、瓜尔胶、和羟丙基瓜尔胶中的至少一种、2价以上的有机酸或其衍生物、碳粒子、和有机溶剂。

摘要： 本发明提供一种电化学元件用粘结剂组合物，其能够使导电性碳材料稳定地分散、并且能够使电化学元件发挥优异的输出特性和高电压循环特性。本发明的电化学元件用粘结剂组合物包含聚合物和第13族元素，上述聚合物包含含腈基单体单元和亚烷基结构单元，本发明的电化学元件用粘结剂组合物满足关系式：0.1≤M/I≤150[式中，I为聚合物的碘值[g/100g]、M为第13族元素的浓度[ppm]]。

摘要： 本发明提供一种能够使电化学元件发挥优异的倍率特性和高温保存特性的、涉及电化学元件的新技术。本发明在制造电化学元件时，使用包含聚合物A的电化学元件用分散剂组合物。聚合物A含有含腈基单体单元，聚合物A在溶于N‑甲基‑2‑吡咯烷酮、在温度25°C测定的固有粘度为0.15dL/g以上且小于1.20dL/g。

摘要： 本发明提供一种电化学元件用分散剂组合物，其包含聚合物，上述聚合物含有含腈基单体单元和亚烷基结构单元。在对该组合物中包含的聚合物进行动态光散射测定的情况下，该聚合物检测出的体积平均粒径D50的值(A)为50nm以上且800nm以下、并且在5μm以上且30μm以下的粒径范围检测出至少一个峰。

摘要： 本发明提供一种可确保电化学元件的高度安全性的电化学元件用添加剂。该电化学元件用添加剂可用于电化学元件中，体积膨胀倍率成为2倍以上的温度超过150°C且小于400°C，并且，(A)属于元素周期表第2族的各元素的含量小于100质量ppm，(B)属于元素周期表第17族的各元素的含量小于100质量ppm，(C)Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu及Zn各元素的含量小于5质量ppm。

摘要： 本发明的目的在于提供由于在电极层形成时不制作浆料因此电极的生产性优异、由于作为分散剂不需要水溶性高分子成分因此能够实现低电阻化，且得到的电极的厚度精度及柔软性优异的电化学元件电极用粘合剂、使用了其的电极用复合体、电极、电化学元件以及电化学元件的制造方法。本发明涉及的电化学元件电极用粘合剂由玻璃化转变温度为35～80°C、初级粒子的体积基准D50平均粒径为80～1000nm的聚合物形成，其120°C的挥发成分少于1重量％，且该粘合剂为粉末状复合化粒子。

摘要： 本发明的目的在于提供一种内阻低、能够进行快速充电的电化学元件用集电体的制造方法。本发明中的电化学元件用集电体的制造方法，具有在金属箔上涂布涂布液后，除去所述有机溶剂，在所述金属箔上形成被覆层的工序，所述涂布液含有：选自甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟乙基乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基淀粉、羟丙基淀粉、糊精、普鲁兰多糖、葡聚糖、瓜尔胶、和羟丙基瓜尔胶中的至少一种、2价以上的有机酸或其衍生物、碳粒子、和有机溶剂。

摘要： 一种用于电化学处理水的电化学反应器(1)，包括壳体结构(3)，该壳体结构(3)限定了内部空间。所述壳体结构还包括：进口部分(4)，该进口部分(4)有进口，用于引导水流通向内部空间；以及反应室(6)，该反应室(6)与进口部分(4)流动连接，并优选地具有出口部分(5)。进口布置成使得通向内部空间的水流被引导离开反应室(6)，以便通过迫使水流在进入反应室(6)之前改变方向而使得水流混合。还公开了一种具有该反应器的水处理装置以及该反应器的使用。

摘要： 一种用于电化学处理水的电化学反应器(1)，包括壳体结构(3)，该壳体结构(3)限定了内部空间。所述壳体结构还包括：进口部分(4)，该进口部分(4)有进口，用于引导水流通向内部空间；以及反应室(6)，该反应室(6)与进口部分(4)流动连接，并优选地具有出口部分(5)。进口布置成使得通向内部空间的水流被引导离开反应室(6)，以便通过迫使水流在进入反应室(6)之前改变方向而使得水流混合。还公开了一种具有该反应器的水处理装置以及该反应器的使用。