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利用掺杂金刚石膜电极电合成过氧焦磷酸盐

作　者: 高宝红
导　师: 常明
学　校: 天津理工大学
专　业: 光学工程
关键词: 电化学合成 过氧化物 金刚石膜电极
分类号: TQ126.35
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 119次
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内容摘要


电化学是研究电能和化学能相互转化关系的科学,这种转化是在电子导体(如金属、半导体)和离子导体(如电解质溶液、熔盐)的界面上发生的,因此现代电化学又被定义为研究电子导体和离子导体界面现象的一门科学。这是一门重要的边缘科学,因为带电的表面在自然界和生产实践中都是广泛存在的。电合成是指用电化学方法去合成化学物质,这也许是电化学科学应用于实践的一个最重要的分支,它为人类提供一系列用其他方法难于制得的材料,如钠、钾、铁、钙、铝,及许多强氧化性或还原性的物质、有机化合物等,它为解决目前化学工业给地球环境带来的污染问题,展示出一条有效而又切实可行的道路。过氧化物和超氧化物都具有强氧化性。过氧化物在工业生产和人们生活中起着显著的作用。现有的电合成过氧焦磷酸盐技术是碱性条件下,在铂电极上电解磷酸钾溶液并添加氟化物或硫化物,可以电合成得到过氧焦磷酸钾。过氧焦磷酸钾的应用很容易受到添加物的影响,并且铂电极也很容易被所添加的催化剂腐蚀,因此最好不添加催化剂。然而电合成过氧焦磷酸盐时若不添加催化剂,其效率会大幅度的降低。近年来,用金刚石膜作阳极进行电化学氧化在处理含有机物的工业污水有很广的应用前景。对比其他的电极材料,金刚石膜电极有更好的化学和电化学稳定性,并且有更高的电流效率。另外,它具有宽电化学势窗,低残留电流,极好的电化学稳定性以及表面不易被污染等,这是在电化学中很重要的优势。金刚石膜的电化学氧化电势很高,能大量的产生羟基自由基,羟基自由基氧化性很高,可以在金刚石膜的表面实现直接氧化。最近,有关于电合成过氧二硫酸盐的报道。与传统的合成方式相比电合成有了很大的改进。本论文具体论述了电极的选择的问题以及利用金刚石膜电极电合成过氧化物的优势。在电化学氧化中,电极材料的电极电势不同,电流效率不同,只有阳极的电极电势高于反应物的反应电势时,反应物才会被氧化,因此选择合适的电极材料是一个关键。研究金刚石膜电极的电化学特性,及其作为电极的优势。通过了解电合成的原理,掌握过氧化物电合成的特点,研究电合成过氧化物的关键。对比现有的过氧化物的电合成方法与用金刚石膜电极进行电合成,研究用金刚石膜电极用于电合成过氧化物的可行性。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第一章 引言  9-16
  1.1 电化学和电合成  9-11
    1.1.1 什么是电化学和电合成  9
    1.1.2 电化学和电合成的历史背景和发展前景  9-10
    1.1.3 电合成法的优点与缺点  10-11
  1.2 过氧焦磷酸盐概况  11
  1.3 金刚石简介  11-15
    1.3.1 金刚石的晶体结构  11-12
    1.3.2 金刚石的性质  12-13
    1.3.3 金刚石薄膜的特性  13-14
    1.3.4 金刚石薄膜的应用  14-15
  1.4 本论文的研究内容  15-16
第二章 无机物的电化学合成  16-26
  2.1 无机电合成的种类  16-17
    2.1.1 电还原合成  16
    2.1.2 电氧化合成  16-17
  2.2 电解因素的选择和控制  17-19
    2.2.1 电极材料  17-18
    2.2.2 隔膜  18-19
    2.2.3 介质  19
    2.2.4 温度  19
  2.3 添加剂对电化学氧化的影响  19-20
    2.3.1 NaCl 对电化学氧化的影响  19-20
    2.3.2 NaOH 对电化学氧化的影响  20
  2.4 电解槽  20-26
    2.4.1 对电解槽的要求  20
    2.4.2 种类  20-26
第三章 金刚石膜电极在电化学中的应用  26-31
  3.1 电化学氧化的基本原理  26-27
    3.1.1 直接氧化  26
    3.1.2 间接氧化  26-27
  3.2 金刚石膜电极在电化学的优势  27
  3.3 循环伏安法  27-28
  3.4 金刚石膜电极的高级氧化技术  28-31
第四章 掺杂金刚石膜电极的制备  31-40
  4.1 热丝法（HFCVD）  32-36
  4.2 微波等离子体CVD 法（MWPCVD）  36-38
  4.3 燃烧火焰法  38-40
第五章 电合成过氧焦磷酸盐  40-47
  5.1 利用掺硼金刚石膜电合成过氧酵磷酸盐的原理  40-41
  5.2 利用掺硼金刚石膜电极电合成过氧酵磷酸盐  41-45
    5.2.1 制作金刚石膜电极  41-43
    5.2.2 电解装置  43-44
    5.2.3 电合成  44-45
  5.3 鉴定该电合成氧化物  45
  5.4 测量该物质的纯度  45
  5.5 鉴定过氧焦磷酸盐  45-47
第六章 结论  47-48
参考文献  48-50
攻读硕士期间发表的论文  50
攻读硕士期间参与的科研项目和获得的奖励  50-51
致谢  51-52

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 非金属元素及其无机化合物化学工业 > 第Ⅴ族非金属元素及其无机化合物 > 磷及其无机化合物 > 磷的含氧酸类
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