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电化学法制备碘仿的研究

电化学法制备碘仿的研究
电化学法制备碘仿的研究

电化学法制备纳米铜粉

文章编号:167325196(2008)0320009203 电化学法制备纳米铜粉 徐建林1,2,陈纪东1,2,张定军1,2,马应霞1,2,冉 奋1,2,龙大伟1,2 (1.兰州理工大学甘肃省有色金属新材料重点实验室,甘肃兰州 730050;2.兰州理工大学有色金属合金及加工教育部重点实验室,甘肃 兰州 730050) 摘要:在十二烷基硫酸钠、吐温80、苯、正丁醇、十二烷基硫醇和硫酸铜混合而成的乳液中,采用电化学合成的方法制备稳定的、粒径均匀的Cu 纳米颗粒.采用XRD 、TEM 及FT -IR 对所制备的Cu 纳米颗粒的结构、形貌、粒径大小及表面键合性质进行表征.结果表明,制备的纳米铜粉为球型颗粒,分散较好,尺寸较为均匀,约为60~80nm ,并且具有立方晶型结构;得到的纳米铜颗粒表面含有一层有机物质,形成了包覆层较薄的核壳结构,这种包覆层阻止了纳米铜粉在空气中或水中的团聚和氧化,起到提高纳米铜颗粒的分散性和稳定性的作用.关键词:纳米颗粒;Cu ;乳液;电化学中图分类号:TB383 文献标识码:A Preparation of copper nano 2powder by using electrochemical method XU Jian 2lin 1,2,C H EN Ji 2dong 1,2,ZHAN G Ding 2jun 1,2 MA Y ing 2xia 1,2,RAN Fen 1,2,LON G Da 2wei 1,2 (1.State Key Lab.of Gansu Advanced Non 2ferrous Metal Materials ,Lanzhou Univ.of Tech.,Lanzhou 730050,China ;2.Key Lab.of Non 2ferrous Metal Alloys ,The Ministry of Education ,Lanzhou Univ.of Tech.,Lanzhou 730050,China ) Abstract :Stable and uniform Cu nanoparticles was p repared wit h electrochemical met hod in emulsio ns containing of sodium dodecyl sulfate ,tween 80,benzene ,12butanol ,dodecyl mercaptan and CuSO4?5H 2O.The morp hology and struct ure of t he resulting copper nanoparticles were investigated wit h XRD ,TEM and F T 2IR.It was found t hat t he copper nano 2powder was of sp herical st ruct ure wit h a better dis 2persity ,uniform particlesize.t he average size being 60~80nm and cubic crystalline.A layer of organic compound was absorbed on t he surface of copper nanoparticles ,forming a shell 2core st ruct ure wit h t hin surface coating film ,which could be p revent t he Cu nano 2powder f rom aggregation and oxidation in t he at 2mo sp here or water ,and increase t he dispersibility and stability of t he Cu nanoparticles as well. K ey w ords :nanoparticles ;Cu ;emulsions ;elect rochemist ry 纳米铜颗粒的比表面积大,表面活性中心数多,在石油化工和冶金中是良好的润滑剂;此外,纳米铜颗粒具有极高的活性和选择性,可以用作高分子聚合物的氢化和脱氢化反应的催化剂[1,2].1995年,Pekka [3]等指出纳米铜由于其低电阻而可用于电子 连接,引起电子界的很大兴趣.纳米铜粉也可用于制 造导电浆料(导电胶、导磁胶等),广泛应用于微电子工业中的布、封装、连接等,对微电子器件的小型化生产起重要作用. 目前,常用的制备纳米铜粉的方法有:机械化学 收稿日期:2007201207 作者简介:徐建林(19702),男,陕西岐山人,博士,副教授. 法、气相蒸汽法、化学还原法、辐照还原法等.此外,Gedanken 等人报道了一种用自还原前驱体制备纳米铜的方法[4],Pileni 等人用表面活性剂囊泡技术制备了各种形状的铜纳米颗粒[5].机械化学法制备的粉体组成不易均匀,粉末易团聚,粒径分布宽,所以缺乏现实意义;气相蒸汽法所需原料气体价格昂贵,设备复杂,成本高.目前研究最多的是液相还原法,但是液相还原又需要用到一些剧毒的还原剂,这对研究者本身或者是环境都会造成危害.电化学合成方法具有反应条件温和、仪器设备简单、无毒无污染的优点,是合成纳米材料的有效手段之一[6,7]. 本文采用电化学电解法,在十二烷基硫酸钠、吐 第34卷第3期2008年6月兰 州 理 工 大 学 学 报 Journal of Lanzhou University of Technology Vol.34No.3 J un.2008

电化学 循环水处理工艺介绍

项目概述 ***********厂内现有部分循环水排污水。 为了节约用水,减少排放,实现水资源再利用,公司拟对厂内的上述各系统循环水排污水进行处理后回用于厂内循环水系统作为补水,代替新鲜水的使用。设计处理水量为200m3/h。 一.设计基础 1.水质情况 1.1水质指标 注:混合污水水质即为经计算后原水水质指标。 1.2水质分析 由以上数据表可以看出,将几股循环水排污水及浓水混合后,其水质的主要问题是电导率、总硬度、总碱度较高,需要进行降低去除处理。

而对于水中含盐量的降低去除则必然涉及到膜法除盐技术,而膜脱盐设备对于进水水质有一定的要求标准,从上述水质表分析,其水质总硬度、总碱度等指标较高,均超过膜脱盐设备的进水要求,原水的结垢性较强,易在膜过滤过程中形成垢类物质沉积在膜表面,影响膜的正常运行。所以必需对原水进行预处理,降低水质的总硬度、总碱度等指标,使处理出水达到膜脱盐设备的进水要求,才能进入脱盐设备进行脱盐处理。 本方案设计工艺分为两部分,一部分是预处理,一部分是脱盐处理。预处理主要用于降低水中的总硬度、总碱度等,脱盐处理主要用于降低水中的含盐量。2.设计水量 设计处理水量为:200m3/h。 二.技术工艺说明 1.技术工艺确定 1.1 技术工艺确定 根据污水水质分析,处理工艺确定为“预处理+脱盐”。其中预处理工艺需要降低水中总硬度、总碱度等,使出水水质满足膜脱盐设备的进水要求。对于水中的上述指标,均可通过“三法净水”处理技术进行有效降低去除,同时还可以进一步去除污水中的浊度、悬浮物等颗粒杂质。 由于处理出水作为循环水系统的补水,对于水质的含盐量要求并不高(新鲜水补水电导450-500uS/cm),而且随着回用设备的投运,循环水系统的含盐量逐渐降低,水质将逐渐改善,所以选择适度脱盐设备进行脱盐处理,即JR-EDR 电渗析脱盐设备。同时,JR-EDR电渗析脱盐设备具有运行成本低、膜抗污染性较强的特点,更适宜应用于污水回用处理。 设计技术工艺为:“三法净水”一体化设备+JR-EDR电渗析脱盐设备。1.2工艺流程框图 加酸、杀菌剂

污水处理电化学处理技术

污水处理电化学处理技术 高级氧化技术一般针对难降解有机废水,如医药、化工、染料工业废水以及含有难处理的有毒物质物质等。 第一节电化学处理技术 一、基本原理与特点 1. 原理 电化学氧化法主要用于有毒难生物降解有机废水的处理,电化学水处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或间接电化学而得到转化,从而达到削减和去除污染物的目的。根据不同的氧化作用机理,可分为直接电解和间接电解。 1 ) 直接电解 直接电解是指污染物在电极上直接被氧化或还原而从废水中去除今直接电解可分为阳极过程和阴极过程。阳极过程就是污染物在阳极表面氧化而转化成毒性较小的物质或易生物降解的物质,甚至发生有机物无机化,从而达到削减、去除污染物的目的。阴极过程就是污染物在阴极表面还原而得以去除,阴极过程主要用于卤代经的还原脱卤和重金属的回收,如卤代有机物的卤素通过阴极还原发生脱卤反应,从而可以提高有机物的可生化性。 直接电解过程伴随着氧气析出,氧的生成使氧化降解有机物的电流效率降低,能秏升高,因此,阳极材料对电解的影响很大。 2 ) 间接电解 间接电解是指利用电化学产生的氧化还原物质作为反应剂或催化剂,使污染物转化成毒性小的物质。间接电解分为可逆过程和不可逆过程。可逆过程(媒介电化学氧化)是指氧化还原物在电解过程中可电化学再生和循环使用。不可逆过程是指利用不可逆电化学反应产生的物质,如具有强氧化性的氯酸盐、次氯酸盐、H202和O2等氧化有机物的过程,还可以利用电化学反应产生强氧化性的中间体,包括溶剂化电子、?HO、?H02/02 等自由基。 2. 电化学水处理技术的特点 1) 电化学方法既可以单独使用,又可以与其他处理方法结合使用,如作为前处理方法,可以提高废水的生物降解性; 2) 一般电化学处理工艺只能针对特定的废水,处理规模小,且处理效率不高; 3)有的电化学水处理工艺需消耗电能,运行成本大。 二、电化学反应器与电极 电化学反应器按反应器的工作方式分类可分为:间歇式、置换流式和连续搅拌箱式电化学反应器。按反应器中工作电极的形状分类可分为二维电极反应器、三维电极反应器。二维电极呈平面或曲面状,电极的形状比较简单,如平板、圆柱电极。电极反应发生于电极表面上,其电极表面积有限,比表面积极小,但电势和电流在表面上分布比较均匀。三维电极的结构复杂,通常是多孔状。电极反应发生于电极内部,整个三维空间都有反应发生。特点是比表面积大,床层结构紧密,但电势和电流分布不均匀。下列出了常见电化学反应器的电极类型。

8种电化学水处理方法

8种电化学水处理方法 电化学水处理- 世间万物,都是有一利就有一弊。社会的进步和人们生活水平的提高,也不可避免地对环境产生污染。废水就是其中之一。随着石化、印染、造纸、农药、医药卫生、冶金、食品等行业的迅速发展,世界各国的废水排放总量急剧增加,且由于废水中含有较多的高浓度、高毒性、高盐度、高色度的成分,使其难以降解和处理,往往会造成非常严重的水环境污染。 为了处理每天大量排出的工业废水,人们也是蛮拼的。物、化、生齐用,力、声、光、电、磁结合。今天笔者为您总结用电’ 来处理废水的电化学水处理技术。 电化学水处理技术,是指在电极或外加电场的作用下,在特定的电化学反应器内,通过一定的化学反应、电化学过程或物理过程,对废水中的污染物进行降解的过程。电化学系统设备相对简单,占地面积小,操作维护费用较低,能有效避免二次污染,而且反应可控程度高,便于实现工业自动化,被称为环境友好’ 技术。 电化学水处理的发展历程 1799 年 Valta制成Cu-Zn原电池,这是世界上第一个将化学能转化为电能的化学电源 1833 年 建立电流和化学反应关系的法拉第定律。 19世纪70年代 Helmholtz提出双电层概念。任何两个不同的物相接触都会在两相间产生电势,这是因电荷分离引起的。两相各有过剩的电荷,电量相等,正负号相反,相互吸引,形成双电层。 1887 年 Arrhenius提出电离学说。 1889 年 Nernst提出电极电位与电极反应组分浓度关系的能斯特方程。 1903 年 Morse 和Pierce 把两根电极分别置于透析袋内部和外部溶液中,发现带电杂质能迅速地从凝胶中除去。 1905年 提出Tafel 公式,揭示电流密度和氢过电位之间的关系。 1906年

第二章电化学分析法概论

第二章电化学分析法概论 教师:李国清 一. 教学目的: ⑴掌握电化学电池的结构和表示方法 ⑵了解电极电位、液体接界电位、电极极化的形成过程 ⑶了解电极的作用及分类 二. 教学重点: ⑴掌握电池的表示方法 ⑵了解电极的极化和电极的分类 三.教学难点: 电池的表示方法、电极的分类 四.教具:多媒体计算机。 五.教学方法:讲授、演示、提问、讨论。 六.教学过程: §1. 电化学分析的定义及特点: 一、电化学分析: 根据物质在溶液中的电化学性质及其变化来进行分析的方法称电化学分析。它是以溶液电导、电位、电流和电量等电化学参数与被测物质含量之间的关系作为计量基础。 二、电化学分析法优点: 1、准确度高 精密的库仑滴定分析法,不需要标准物质做比较,仅参考法拉第常数,误差为0.0001% 2、灵敏度高; 一般可测到10-4 ~ 10-8 mol/L,伏安分析法可测到10-10 ~ 10-12 mol/L 3、选择性好 可通过控制化学电池的某些条件,大大提高测定的选择性 4、分析速度快; 5、测定范围宽:电导、电位、电解分析法可测定常量组分,而极谱和伏安分析法可以测定痕量组分 6、仪器设备简单

§2. 电化学分析方法分类 电化学分析方法主要有下面几类: 1.电导分析法 2.电位分析法 3.电解分析法 4.库仑分析法 5.极谱法和伏安法 1.电导分析法 (1)电导滴定法:通过电导的突变来确定滴定终点,然后计算被测物质的含量。(2)直接电导法:直接测定溶液的电导值而测出被测物质的浓度。 2.电位分析法 电位分析法:用一指示电极和一参比电极与试液组成电化学电池,在零电流条件下测定电池的电动势,依此进行分析的方法。包括:⑴直接电位法⑵电位滴定法3.电解分析法 电解分析法:应用外加电源电解试液,电解后称量在电极上析出的金属的质量,依此进行分析的方法。也称电重量法。 4. 库仑分析法 库仑分析法:应用外加电源电解试液,根据电解过程中所消耗的电量来进行分析的方法。分为: ⑴控制电位库仑分析法:直接根据被测物质在电解过程中所消耗的电量来求含量。 ⑵库仑滴定法:用恒电流在100%的电流效率下进行电解,使电解过程中产生一种物质,该物质与被测物进行定量的化学反应,反应的化学计量点可用指示剂或电化学方法来指示,根据电解电流和电解消耗的时间按法拉第电解定律计算分析物的量。 5.极谱法和伏安法 两者都是以电解过程中所得的电流—电压曲线为基础来进行分析的方法。 ⑴极谱法:使用滴汞电极或其它表面能够周期性更新的液体电极,称为极谱法。 ⑵伏安法:使用表面静止的液体或固体电极,称为伏 安法。

电化学分析方法

杨航锋化学工程2111506055 电化学分析法 电化学分析法是应用电化学原理和技术,利用化学电池内被分析溶液的组成及含量与其电化学性质的关系而建立起来的一类分析方法。操作方便,许多电化学分析法既可定性,又可定量;既能分析有机物,又能分析无机物,并且许多方法便于自动化,可用于,在生产、等各个领域有着广泛的应用。 电化学分析法可分为三种类型。第一种类型是最为主要的一种类型,是利用试样溶液的浓度在某一特定的实验条件下与化学电池中某种电参量的关系来进行定量分析的,这些电参量包括电极电势、电流、电阻、电导、电容以及电量等;第二种类型是通过测定化学电池中某种电参量的突变作为滴定分析的终点指示,所以又称为电容量分析法,如电位滴定法、电导滴定法等;第三种类型是将试样溶液中某个待测组分转入第二相,然后用重量法测定其质量,称为电重量分析法,实际上也就是电解分析法。习惯上按电化学性质参数之间的关系来划分,可分为:电导分析法、电位分析法、电解与库仑分析法、极谱与伏安分析法等。 1.电位分析法 电位分析法是利用电极电位与溶液中待测物质离子的活度(或浓度)的关系进行分析的一种电化学分析法。Nernst方程式就是表示电极电位与离子的活度(或浓度)的关系式,所以Nernst方程式是电位分析法的理论基础。

电位分析法利用一支指示电极(对待测离子响应的电极)及一支参比电极(常用SCE)构成一个测量电池(是一个原电池)如上图所示。在溶液平衡体系不发生变化及电池回路零电流条件下,测得电池的电动势(或指示电极的电位)E =φ参比-φ指示由于φ参比不变,φ指示符合Nernst方程式,所以E的大晓取决于待测物质离子的活度(或浓度),从而达到分析的目的。 1.1电位分析法的分类 直接电位法――利用专用的指示电极――离子选择性电极,选择性地把待测离子的活度(或浓度)转化为电极电位加以测量,根据Nernst方程式,求出待测离子的活度(或浓度),也称为离子选择电极法。这是二十世纪七十年代初才发展起来的一种应用广泛的快速分析方法。 电位滴定法――利用指示电极在滴定过程中电位的变化及化学计量点附近电位的突跃来确定滴定终点的滴定分析方法。电位滴定法与一般的滴定分析法的根本差别在于确定终点的方法不同。 1.1.1 直接电位法特点 1.应用范围广――可用于许多阴离子、阳离子、有机物离子的测定,尤其是一些其他方法较难测定的碱金属、碱土金属离子、一价阴离子及气体的测定。因为测定的是离子的活度,所以可以用于化学平衡、动力学、电化学理论的研究及热力学常数的测定。 2.测定速度快,测定的离子浓度范围宽。可以制作成传感器,用于工业生产流程或环境监测的自动检测;可以微型化,做成微电极,用于微区、血液、活体、

电化学在制备纳米材料方面的应用

电化学在制备纳米材料方面的应用 摘要:应用电化学方法制备纳米材料是近年来发展起来的一项新技术。本文对应用电化学技术制备纳米材料的方法进行分类,着重介绍了电化学沉积法、电弧法、超声电化学法和电化学腐蚀法,并对其应用前景做了展望。 关键词:电化学纳米材料电沉积 1 前言 纳米材料和纳米技术被广泛认为是二十一世纪最重要的新型材料和科技领域之一。纳米材料是指任意一维的尺度小于100nm的晶体、非晶体、准晶体以及界面层结构的材料。当材料的粒子尺寸小至纳米级时,材料就具有普通材料所不具备的三大效应:(1)小尺寸效应,指当纳米粒子的尺寸与传统电子的德布罗意波长以及超导体的相干波长等物理尺寸相当或更小时,其周期性的边界条件将被破坏,光吸收、电磁、化学活性、催化等性质发生很大变化的效应;(2)表面效应,指纳米微粒表面原子与总原子数之比。纳米微粒尺寸小,表面能高,位于表面的原子占相当大的比例。随着粒径减小,表面原子数迅速增加。由于表面原子数增加,原子配位不足及高的表面能,使得这些表面原子具有高的活性,极不稳定,使其在催化、吸附等方面具有常规材料无法比拟的优越性;(3)宏观量子隧道效应。微观粒子具有贯穿势垒的能力称为隧道效应。研究发现,一些宏观量,如纳米粒子的磁化强度、量子相干器件中的磁通量也具有隧道效应,称为宏观量子隧道效应。正是由于纳米材料具有上面的三大效应,才使它表现出:(1)高强度和高韧性;(2)高热膨胀系数、高比热容和低熔点;(3)异常的导电率和磁化率;(4)极强的吸波性;(5)高扩散性等令人难以置信的奇特的宏观物理特性。 自1991年Iijima首次制备了碳纳米管以来,一维纳米材料由于具有许多独特的性质和广阔的应用前景而引起了人们的广泛关注。纳米结构无机材料因具有特殊的电、光、机械和热性质而受到人们越来越多的重视。美国自1991年开始把纳米技术列入“政府关键技术”,我国的自然科学基金等各种项目和研究机构都把纳米材料和纳米技术列为重点研究项目。 由于纳米材料的形貌和尺寸对其性能有着重要的影响,因此,纳米材料形貌和尺寸的控制在纳米材料合成中是非常重要的。 目前制备纳米材料主要采用机械法、气相法、磁控溅射法等物理方法和溶胶—凝胶法、离子液法、溶剂热法、微乳法化学方法。但在这些方法中,机械法、气相法、磁控溅射法的生产设备及条件要求很高,生产成本高;化学方法中的离子液法和微乳法是近几年发展起来的新兴的研究领域,同时离子液离子液作为一种特殊的有机溶剂,具有粘度较大、离子传导性较高、热稳定性高、低毒、流动性好等独特的物理化学性质,但是离子液体用于纳米材料制备的技术还未成熟。 应用电化学技术制备纳米材料由于简单易行、成本低廉等特点被广泛研究与采用。与其他方法相比,电化学制备方法主要具有以下优点:1、适合用于制备的纳米晶金属、合金及复合材料的种类较多;2、电化学制备纳米材料过程中的电位可以人为控制。整个过程容易实现计算机监控,在技术上困难较小、工艺灵活,易于实验室向工业现场转变;3、常温常压操作,避免了高温在材料内部引入的热应力;4、电沉积易使沉积原子在单晶基底上外延生长,可在大面积和复杂形状的零件上获得较好的外延生长层。 电化学方法已在纳米材料的制备研究领域取得了一系列具有开拓性的研究成果。本文综述了应用电化学技术制备纳米材料的主要的几种方法及其制备原理,并对其优劣进行了比较。 2 应用电化学技术制备纳米材料的种类 2.1 电化学沉积法 与传统的纳米晶体材料制备相比,电沉积法具有以下优点:(1)晶粒尺寸在1~100 nm内;(2)

电化学水处理考察

电化学水处理考察报告 针对我公司设备冷却循环水质不达标情况,由能源部、机动部联合组织相关人员分别对上海东方维尔和山西和风佳会两家公司在工业领域的应用进行了实地考察,两家公司处理原理基本相同,只是处理设备的形式上有所区别。 两家公司电化学水处理技术的主要工作原理是利用电化学的氧化还原反应,将水中的Ca2+、Mg2+以固体形式排除,降低水体的硬度,同时产生氧化性物质,抑制循环水系统中菌藻的滋生,达到杀菌灭藻功能。目前,对于电化学循环水处理技术的机理研究主要集中在以下几个方面: 1.电化学除垢原理 在直流电场的作用下水在阴极发生电解反应生成OH-,由阴极反应产生的OH-离子,打破阴极附近溶液中碱度与硬度的平衡,溶液中的HCO3-离子转化为CO32-离子,同时水中的Ca2+、Mg2+等成垢离子在静电引力的作用下向阴极区迁移,分别生成CaCO3、Mg(OH)2沉淀析出,同时在电场的作用下,CaCO3在阴极板表面的结晶形式由坚硬的方解石结构转变为较为疏松的文石型结构,更易于剥离去除 2.电化学杀菌原理 在电场的作用下,水中的氯离子会被氧化成氯气、次氯酸、次氯酸根等自由氯组分,电解氯化作用,主要通过次氯酸起作用。次氯酸为很小的中性分子,它扩散到带负电的细菌表面,并通过细菌的细胞

壁穿透到细菌内部。当次氯酸到达细菌内部时,能起氧化作用破坏细菌的酶系统而使细菌死亡。在电催化反应中,通过电解水以及溶解在水中的氧气在电极表面生成一些短寿命的中间产物,即臭氧、羟基自由基、过氧化氢和氧自由基等,这些强氧化性的物质能使微生物细胞中的多种成分发生氧化,从而使微生物产生不可逆的变化而死亡。 3.电化学处理设备的工作流程 冷却水在反应室内,经过电化学作用发生下列反应:(1)在阴极(反应室内壁)附近形成一个强碱性环境,使CaCO3从水中析出,与沉积的重金属离子一起附着在内壁上。(2)电流导致悬浮颗粒失稳,形成较大絮体沉淀下来。(3)在阳极附近,氯离子被电解氧化生成游离氯或者次氯酸。(4)在阳极附近同时生成氢氧根自由基、氧自由基、臭氧和双氧水,这些物质进一步强化在反应室内和整个水系统的杀菌灭藻效果。(5)当设备工作时间达到设定值或者水中电导率过高时,控制系统就启动自动刮垢、排污和清洗程序。进水阀门自动关闭,同时排污阀门开启,电机启动刮刀刮掉反应室内壁的软质水垢,与沉淀物一起排出反应室。然后进水阀门开启,刮刀停止运动,将水垢和沉淀物彻底清洗干净。达到设定时间后,排污阀门自动关闭,设备恢复正常工作。 通过对两家公司电化学水处理设备在焦化行业循环水池的应用我们进行比较,东方维尔的设备安装在曹妃甸首钢京唐公司的焦化循环水池,该设备为矩形反应室,阳极和阴极都是板式结构,需要手动清理污垢,并且需要把反应设备停车进行处理。山西和风佳会的处理

半导体纳米材料的制备方法

摘要:讨论了当前国内外主要的几种半导体纳米材料的制备工艺技术,包括物理法和化学法两大类下的几种,机械球磨法、磁控溅射法、静电纺丝法、溶胶凝胶法、微乳液法、模板法等,并分析了以上几种纳米材料制备技术的优缺点关键词:半导体纳米粒子性质;半导体纳米材料;溶胶一凝胶法;机械球磨法;磁控溅射法;静电纺丝法;微乳液法;模板法;金属有机物化学气相淀积引言 半导体材料(semiconductormaterial)是一类具有半导体性能(导电能力介于导体与绝缘体之间,电阻率约在1mΩ·cm~1GΩ·cm范围内)。相对于导体材料而言,半导体中的电子动能较低,有较长的德布罗意波长,对空间限域比较敏感。半导体材料空间中某一方向的尺寸限制与电子的德布罗意波长可比拟时,电子的运动被量子化地限制在离散的本征态,从而失去一个空间自由度或者说减少了一维,通常适用体材料的电子的粒子行为在此材料中不再适用。这种自然界不存在,通过能带工程人工制造的新型功能材料叫做半导体纳米材料。现已知道,半导体纳米粒子结构上的特点(原子畴尺寸小于100nm,大比例原子处于晶界环境,各畴之间存在相互作用等)是导致半导体纳米材料具有特殊性质的根本原因。半导体纳米材料独特的质使其将在未来的各种功能器件中发挥重要作用,半导体纳米材料的制备是目前研究的热点之一。本文讨论了半导体纳米材料的性质,综述了几种化学法制备半导体纳米材料的原理和特点。

2.半导体纳米粒子的基本性质 2.1表面效应 球形颗粒的表面积与直径的平方成正比,其体积与直径的立方成正比,故其比表面积(表面积/体积)与直径成反比。随着颗粒直径变小,比表面积将会显著增大,说明表面原子所占的百分数将会显著地增加。对直径大于0.1微米的颗粒表面效应可忽略不计,当尺寸小于0.1微米时,其表面原子百分数激剧增长,甚至1克超微颗粒表面积的总和可高达100平方米,这时的表面效应将不容忽略。 随着纳米材料粒径的减小,表面原子数迅速增加。例如当粒径为10nm 时,表面原子数为完整晶粒原子总数的20%;而粒径为1nm时,其表面原子百分数增大到99%;此时组成该纳米晶粒的所有约30个原子几乎全部分布在表面。由于表面原子周围缺少相邻的原子:有许多悬空键,具有不饱和性,易与其他原子相结合而稳定下来,故表现出很高的化学活性。随着粒径的减小,纳米材料的表面积、表面能及表面结合能都迅速增大。 超微颗粒的表面与大块物体的表面是十分不同的,若用高倍率电子显微镜对金超微颗粒(直径为2*10-3微米)进行电视摄像,实时观察发现这些颗粒没有固定的形态,随着时间的变化会自动形成各种形状(如立方八面体,十面体,二十面体多李晶等),它既不同于一般固体,又不同于液体,是一种准固体。在电子显微镜的电子束照射下,表面原子仿佛进入了“沸腾”状态,尺寸大于10纳米后才看不到这种颗粒结构的不稳定性,这时微颗粒具有稳定的结构状态。 因此想要获得发光效率高的纳米材料,采用适当的方法合成表面完好的半导体材料很重要。 2.2量子尺寸效应 量子尺寸效应--是指当粒子尺寸下降到某一数值时,费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级或者能隙变宽的现象。当能级的变化程度大于热能、光能、电磁能的变化时,导致了纳米微粒磁、光、声、热、电及超导特性与常规材料有显著的不同。当半导体材料从体相减小到某一临界尺寸(如与电子的德布罗意波长、电子的非弹性散射平均自由程和体相激子的玻尔半径相等)以后,其中的电子、空穴和激子等载流子的运动将受到强量子封

电化学分析法(最全)汇总

电化学分析法 [日期:2011-06-24] 来源:作者:[字体:大中小] 电化学分析法(electroanalytical chemistry)是根据电化学原理和物质在溶液中的电化学性质及其变化而建立起来的一类分析方法。这类方法都是将试样溶液以适当的形式作为化学电池的一部分,根据被测组分的电化学性质,通过测量某种电参量来求得分析结果的。 电化学分析法可分为三种类型。第一种类型是最为主要的一种类型,是利用试样溶液的浓度在某一特定的实验条件下与化学电池中某种电参量的关系来进行定量分析的,这些电参量包括电极电势、电流、电阻、电导、电容以及电量等;第二种类型是通过测定化学电池中某种电参量的突变作为滴定分析的终点指示,所以又称为电容量分析法,如电位滴定法、电导滴定法等;第三种类型是将试样溶液中某个待测组分转入第二相,然后用重量法测定其质量,称为电重量分析法,实际上也就是电解分析法。 电化学分析法与其他分析方法相比,所需仪器简单,有很高的灵敏度和准确度,分析速度快,特别是测定过程的电信号,易与计算机联用,可实现自动化或连续分析。目前,电化学分析方法已成为生产和科研中广泛应用的一种分析手段。 第一节电势分析法 电势分析法是一种电化学分析方法,它是利用测定原电池的电动势(即用电势计测定两电极间的电势差),以求得物质含量的分析方法。电势分析法又可分为直接电势法(potentiometric analysis)和电势滴定法(potentiometric titration)。 直接电势法是根据测量原电池的电动势,直接求出被测物质的浓度。应用最多的是测定溶液的pH。近些年来,由于离子选择性电极的迅速发展,各种类型的离子选择性电极相继出现,应用它作为指示电极进行电势分析,具有简便、快速和灵敏的特点,特别是它能适用于其它方法难以测定的离子。因此,直接电势法在土壤、食品、水质、环保等方面均得到广泛的应用。 电势滴定法是利用电极电势的变化来指示滴定终点的分析方法。电势滴定法确定的滴定终点比指示剂确定的滴定终点更为准确,但操作相对麻烦,并且需要仪器,所以电势滴定法一般适用于缺乏合适的指示剂,或者待测液混浊、有色,不能用指示剂指示滴定终点的滴定分析。 基本原理 在电势分析法中,构成原电池的两个电极,其中一个电极的电极电势能够指示被测离子活度(或浓度)的变化,称为指示电极;而另一个电极的电极电势不受试液组成变化的影响,具有恒定的数值,称为参比电极。将指示电极和参比电极共同浸入试液中构成一个原电池,通过测量原电池的电动势,即可求得被测离子的活度(或浓度)。 例如某种金属M与其金属离子Mn+组成的指示电极Mn+/M,根据能斯特公式,其电极电势可表示为:

电化学法在水处理中的应用现状

电化学法在水处理中的应用现状 摘要随着城市规模的不断扩大和人口的增加,水资源污染也日益严重,水污染治理也成为了关注的焦点。为此,电化学水处理技术也被研究应用到实际的污水处理中。对电化学法在重金属离子的回收和去除、难生物降解有机废水的处理、含染料废水的处理、含油废水的处理、垃圾渗滤液的处理、含氮废水的处理中的应用及处理效果做论述,得到很好的效果。 关键词电化学;水处理技术;应用 1概述 现代社会,废水处理是一个热门话题。目前,由于电化学方法具有处理装置紧凑、设备小、占地面积少、不产生二次污染,又能起到消毒作用等优点已得到人们的重视,用在造纸废水、印染废水、制药废水、医院废水、含油废水等的研究中。 目前,国内电催化法水处理的研究应用已有一定的基础,然而和国外相比还不是很系统。随着水处理领域的热点转移到有机废水的处理,电化学法降解有机废水受到国内外的关注。 电解法处理废水主要有电化学氧化法、电化学还原法、内电解法、电凝聚法、电气浮法、电沉积法、电渗析法、电吸附法。 2电化学在水处理中的应用 随着全球环境状况的日益严峻,环境保护及污染物处理问题引起了各国政府的高度重视。目前,在美、日等发达国家已经广泛的应用电化学方法进行催化氧化处理有机废水。国内在电化学处理废水方面也有很快的发展。由于电化学处理废水的种种优势与功能,近年来国内外的研究较多,现已广泛应用于处理电镀废水、化工废水、印染废水等的研究,并取得了一定的成效。 2.1难生物降解有机废水的处理 对工业部门外排的一些有机废水,由于有机物含量高、污水流量波动相对较大常规生物处理的效率是很低的,甚至是无效的。采用电解氧化过程处理这类废水,如果选用涂层电极作为阳极材料,就可通过阳极反应直接氧化分解有机污染物,或者通过阳极反应产生的氧化性物质间接分解有机污染物;如果选用可溶性铁或铝作阳极,就可在同一电解反应器中通过电氧化、电凝聚、电气浮协同作用去除有机污染物。从而达到很好的处理效果,COD的去处效率甚至可以达到98%以上。 2.2重金属离子的回收和去除

多孔碳纳米球的制备及其电化学性能_杨秀涛

物理学报Acta Phys.Sin.Vol.66,No.4(2017)048101 多孔碳纳米球的制备及其电化学性能 ?杨秀涛梁忠冠袁雨佳阳军亮夏辉? (中南大学物理与电子学院,长沙 410083) (2016年10月11日收到;2016年10月31日收到修改稿) 以三嵌段共聚物F108为软模板,通过水热法合成酚醛树脂球并在氮气氛围下碳化、KOH 活化处理,最终得到多孔碳纳米球材料.通过扫描电子显微镜,透射电子显微镜和氮气吸附分析仪对样品进行表征,结果表明样品的平均粒径为120nm,球形度高,比表面积达到1403m 2/g,孔径分布广.通过X 射线衍射研究样品的结晶度, 序度提高明,10000次循环充放电后,关键词:PACS:1引上的电池,长、能影响较大[纳米管[5,6]球[12?14].物为模板,活化,得到活 P123(PEO 20-. 为软模板,利用水(porous .通过扫描电子X 射线,研究孔隙结构、 ?国家自然科学基金(批准号:51673214)资助的课题.?通信作者.E-mail:xhui73@https://www.wendangku.net/doc/ea13009069.html, ?2017中国物理学会Chinese Physical Society https://www.wendangku.net/doc/ea13009069.html, 网络出版时间:2017-01-12 10:56:13 网络出版地址:https://www.wendangku.net/doc/ea13009069.html,/kcms/detail/11.1958.O4.20170112.1056.016.html

结晶度和表面官能团的影响.结合PCNS 样品的电化学性能的测试,研究了PCNS 样品的理化特性对其电化学性能的影响. 2实验部分 2.1 多孔碳纳米球的合成 首先,称取1.96g 三嵌段共聚物F108溶解于30mL 水中搅拌均匀得到澄清溶液A.然后称1.2g 的苯酚并量取4.2mL 质量分数为37%的甲醛溶液溶解于30mL 的0.1M(mol/L)氢氧化钠溶液,搅拌均匀, min 体系中加入到溶液B.取物质烘干.氛下以700? 物PCNS 为中性,900?C 时,2.2600i)TWIX)比表面积S 孔面积(S 计算.品的孔径分布.用X 射线衍射仪(XRD,SIEMENS D500)在电压为40kV 、电流为100mA,Cu 靶、K α射线(λ=0.15056nm)、石墨单色滤波器以及衍射角为10?—70?的条件下以2?/s 的速度对样品扫描. 用红外光谱仪(FTIR,Niclet 380)对样品在波数500cm ?1—4500cm ?1范围内进行扫描,根据得到的吸收光谱图分析样品的表面元素及官能团组成. 2.3电化学特性测试 采用辰华CHI660E 电化学工作站在三电极体 系进行电化学特性的测试.测试体系的对电极和参比电极分别采用铂片电极和Hg/HgO 电极,而工作电极的制备采用(1×1)cm 2泡沫镍为基底,将制备的多孔碳纳米球样品作为活性物-质和乙炔黑,用乙醇作为溶剂,60wt%聚四氟乙烯(PTFE)混合,调成浆状,,于10MPa 压(cyclic (galvano-GC)和电化学阻spectroscopy,5,10,20,50,100V 的电压区间进行·m ), (1) (A),放电时间(g).电化学kHz,微扰为,1(b)分别是PCNS 1(c)和图1(d)是照片,图1(e)和TEM 照片,每TEM 照片,KOH 处理后其粒径大小没有明显的改变.从选区电子衍射图可知,样品在?002?和?100?晶面处具有衍射特征峰.由超高放大倍数TEM 照片,可以看出样品PCNS700和PCN900的微晶有序度要高于PCNS 的有序度.

电化学方法制备纳米材料

电化学方法制备纳米材料 Mcc 引言:诺贝尔奖获得者Feyneman在六十年代曾经预言:如果我们对物体微小规模上的排列加以某种控制的话,我们就能使物体得到大量的异乎寻常的特性,就会看到材料的性能产生丰富的变化。他所说的材料就是现在的纳米材料。 纳米材料和纳米科技被广泛认为是二十一世纪最重要的新型材料和科技领域之一。1992年,《Nanostructured Materials》正式出版,标志着纳米材料学成为一门独立的科学。自1991年Iijima首次制备了碳纳米管以来,一维纳米材料由于具有许多独特的性质和广阔的应用前景而引起了人们的广泛关注。由于纳米材料的形貌和尺寸对其性能有着重要的影响,因此,纳米材料形貌和尺寸的控制合成是非常重要的。作为高级纳米结构材料和纳米器件的基本构成单元,纳米颗粒的合成与组装是纳米科技的重要组成部分和基础。而电化学方法制备纳米材料的研究,经历了早期的纳米薄膜、纳米微晶的制备,直至现在的电化学制备纳米金属线、金属氧化物等过程,为纳米材料的研究做出了极大的贡献。 摘要:纳米是指特征维度尺寸介于1-100 nm范围内的粒子微小粒子,又称作超微粒子。当粒子尺寸小至纳米级时,其本身将具有表面与界面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应和宏观量子隧道效应,这些效应使得纳米材料具有很多奇特的性能。本文简单综述了纳米材料的合成与制备中常用的几种方法以及简单的一些应用,着重综述了

纳米材料的电化学制备方法并对其影响因素和发展情景做以简单探究。 关键词:纳米材料电化学制备特征应用 Electrochemical preparation of nano materials Mcc Introduction:Nobel Prize winner in the s Feyneman prophecy: if we tiny scale of objects arranged to some control of words, we can make the object have a lot of unusual characteristics, you will see the properties of materials have a wealth of change. What he said is the material of the nanometer material now. Nano materials and nanotechnology is widely thought to be the 21 st century the most important new materials and one of the areas of science and technology. In 1992, the Nanostructured Materials "the official publication, marked the nanometer material science into an independent scientific < https://www.wendangku.net/doc/ea13009069.html,/gongxue/ >. Since 1991, the first time the Iijima preparation since carbon nanotubes, a one-dimensional nanomaterials due to the nature of the has many special and broad application prospects and caused the people's attention. Because the morphology of nanometer material and size of its performance has the important influence, therefore, the size

仪器分析作业参考答案

第二章 电化学分析法 6.计算[OH –] = 0.05 mol/L ,p(O2)=1.0×103 Pa 时,氧电极的电极电势,已知O2 +2H2O+4e= 4OH –,φθ=0.40 V 。 解:根据能斯特方程 ()ln (Re )RT a Ox nF a d θ??=+ 代入数据计算得?=0.438V 7. 试从有关电对的电极电势,如?θ(Sn2+/Sn )、?θ(Sn4+/Sn2+)及?θ(O2/H2O ),说明为什么常在SnCl2溶液加入少量纯锡粒以防止Sn2+被空气中的氧所氧化? 答:?θ值较大的电对中的氧化态物质能和?θ值较小的电对中的还原态物质反应。所以在SnCl2溶液加入少量纯锡粒以防止Sn2+被空气中的氧所氧化\ 11. 下述电池中溶液,pH = 9.18时,测得电动势为0.418 V ,若换一个未知溶液,测得电动势为0.312 V ,计算未知溶液的pH 值 玻璃电极 ) (H x s a a 或+饱和甘汞电极 答:根据pH 的实用定义公 式: F /RT .E E 3032s x pHs pHx -+ =, 代入数据得PH=7.39 12. 将ClO4-离子选择性电极插入50.00 mL 某高氯酸盐待测溶液,与饱和甘汞电极(为负极)组成电池,测得电动势为358.7 mV ;加入 1.00 mL 、0.0500 mol /L NaClO4标准溶液后,电动势变成346.1 mV 。求待测溶液中ClO4-浓度。 答:根据 /0.059(101)s s x n E x c V c V ±?= -,代入数据 Cx=1.50?10-3mol/L 第五章 气相色谱分析法 6.当下述参数改变时: (1)增大分配比,(2) 流动相速度增加, (3)减小相比, (4) 提高柱温,是否会使色谱峰变窄?为什么? 答:(1)保留时间延长,峰形变宽; (2)保留时间缩短,峰形变窄; (3)保留时间延长,峰形变宽; (4)保留时间缩短,峰形变窄。 11. 分析某种试样时,两个组分的相对保留值r21=1.11, 柱的有效塔板高度H=1mm ,需要多长的色谱柱才能完全分离? 解:根据公式 21212121 11(()r r R r r --= 得L=3.67 m

电化学水处理系统原理和市场分析

电化学水处理系统 Electrolytic Descaling System 工业冷却循环水除垢技术 电化学水处理系统原理简介 一、电解; 1、原理概述:高频、变频电解反应将水分子打散,变成中性的小分子还原水(小分子还原水国际公认具有强渗透力与溶解能力),细化的水具有强的 溶解性和渗透性,可以渗透进管道的水垢及铁锈层,逐步将其溶解。 2、系统中带正电的离子(Ca2+、Mg2+、Fe3+)随着系统的循环水流出,并被水力清的电极外网(负极)吸附并在上面形成钙、镁的化合物结晶,降 低水体的硬度,且吸附网的吸附能力远远大于水垢在换热器铜管内生成的 能力,使水垢能集中在吸附网上生成,从根本上解决换热器管道内水垢的 产生。 3、 原理示意图;①还原水溶垢、锈示意图(H· 代表小分子还原水):

循环水除垢机的先进性、突破性与高效益 ②还原水流动溶垢、锈示意图 ③电极吸附收集水垢示意图

电化学水处理系统工作特征 ◎ 超环保 首创高频变频电解纯物理方式吸垢除锈,不需化学药剂,避免管道及换热设备腐蚀。 ◎ 超节能 自身功率为 0.3-4.5KW,却可以提升系统 5-25%综合效果,节约能耗 5-20%。!

◎ 超节水 基本不需要排污,同比目前行业水处理法节水量超过 90%及以上。 ◎ 超智能 全天候无需人员值守,管理方便,简单,不需专人管理。 冷却水系统除垢除锈的必要性: ◎ 长时间不对冷却水进行处理,会造成管道以及换热设备内壁生成水 垢,影响冷却水流量及换热效率,降低冷却效果,影响生产。 ◎ 严重时甚至堵塞换热设备,停机清洗,影响生产效率。 ◎ 常年累积的水垢与铁锈导致换热设备冷却效果不理想,成型周期变 得越来越长。甚至会出现垢腐蚀管路、设备现象。 电化学水处理系统带来的好处: ◎ 时刻吸垢,让冷却水系统处于无垢状态。稳定冷却水流量,提高冷 却效果及换热效率。保障正常生产。 ◎ 不需投放化学药剂,避免管道、换热设备腐蚀,增加设备的使用寿 命。同时减少人工及时间去清理水塔、水池,减少排水 量,节能环 保。

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