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电化学沉积制备单原子催化剂的普适性方法
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心和化学物理系曾杰教授、周仕明副教授研究团队发展出了一套利用电化学沉积制备单原子催化剂的普适性方法，利用该方法研究人员成功制备出了34种单原子催化剂，覆盖了多种过渡金属和多种衬底。相关成果发表在《自然·通讯》上。发展对衬底和金属无选择性的普适性单原子合成方法具有重要意义。研究人员在电化学三电极体系下进行电化学沉积，并通过阴极沉积和阳极沉积获得了两种Ir1/Co(OH)2单原子催化剂。此外，研究人员又探究了沉积条件（前驱体浓度、沉积圈数和沉积速率）对单原子形成的影响，发现当金属的负载量低于某一限度时，可以获得单原子；高于这一限度时则有金属团簇或颗粒形成，这一变化类似于液相中晶体生长中的成核过程（图1）。电化学沉积制备单原子的机理研究。(a)阴极沉积示意图；(b)阳极沉积示意图；(c)在阴极沉积中，前驱体浓度、沉积量和单原子形成的关系；(d)在阳极沉积中，前驱体浓度、沉积量和单原子形成的关系。为了证明该方法的普适性，研究人员又在氢氧化钴、硫化钼、氧化锰、氮掺杂的碳等衬底上成功获得覆盖3d、4d、5d金属的单原子催化剂，并且对所制备的单原子催化剂的结构表征后发现，阴极和阳极沉积获得的同一单原子催化剂具有不同的电子结构，这为其在不同催化反应中的应用提供了可能。研究人员还对所得单原子催化剂在电催化水分解反应中的性能进行了探究。实验结果表明，阴极沉积所得的一些催化剂在电催化析氢反应中表现出了优异的性能，同时，阳极沉积所得的一些催化剂在电催化析氧反应中也表现出了良好的性能。该制备单原子催化剂的普适性方法不仅为单原子催化领域注入了新的活力，而且为今后系统性研究催化剂结构和性能之间的关系提供了新的思路。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-14917-6.pdf详细阅读：http://news.ustc.edu.cn/2020/0313/c15884a414545/page.htm
中国科学技术大学
2021-04-10
处理重金属工业污水的高效经济的新型电化学设备
近些年来，在我国经济高速发展的同时，环境污染问题也日益严重。涉及众多工业领域（如矿冶、机械制造、化工、电子、电镀、仪表等）的重金属废水（如含氟、氰、铬、汞等废水）是对环境污染最严重和对人类危害最大的工业废水。但由于不同的工业产生的重金属污染源多种多样，重金属废水的体系十分复杂，很难找到一种适用于所有重金属废水体系的处理方法；另外，目前最常用的重金属废水的化学处理法由于需要再次添加化学药剂（如混/絮凝剂、重金属沉淀剂(如钙盐、钡盐等）)，不仅使处理成本大幅提高，同时存在对环境二次再污染的可能以及产生的含重金属污泥难以处理等诸多问题，因此，经济、高效且可持续的重金属废水的处理方法一直是我国这些年的研究热点。 和传统的化学处理法相比，应用电化学方法治理工业废水，具有无需添加氧化剂、絮凝剂等化学药品、设备体积小、占地面积小、操作简单灵活、排污量小等优点，不仅可用于处理无机污染物，也可用于处理有机污染物，特别是一些无法用生物降解的有毒有机物。另外，用电还原法处理一些重金属时还可回收废水中的金属。因此电化学方法越来越多的被用于重金属废水的处理中。用于重金属废水处理的电化学方法包括电解法（氧化或还原）、电气俘法、电凝聚法和电渗析法等。基本原理是在外电压的作用下,利用可溶性阳极(通常为铁或铝阳极)产生的阳离子在溶液中水解、聚合生成一系列既具有絮凝作用、又能有效吸附水中的有机污染物及其他胶体物质的聚合物。另外，在外加电压下，另一边的阴极（如铝阴极）可同时产生气体(如氢气、氧气、氯气等)，气体的微小气泡又可起到气浮或杀菌的作用（如图1所示），更加提高废水的处理效果。
西安交通大学
2021-04-11
电化学加工（宏微二级驱动）工作台(博实)
产品详细介绍：电化学加工（宏微二级驱动）工作台主要应用于电化学加工方面，具有X-Y-Z方向三维宏动和X-Y-Z方向三维微动。宏动平台采用步进电机结合高品质滚珠丝杆。微动平台由三台压电陶瓷致动器驱动的一维纳米级精密定位工作台MPT-1JRL003通过连接板组合而成。 在驱动中，首先采用步进电机驱动的大行程、低分辨率的机构进行粗定位,实现大行程范围内快速地微米级定位精度，然后采用压电陶瓷驱动小行程、高分辨率的微动工作台在微米级行程范围实现对粗定位平台的纳米级误差补偿。
哈尔滨工业大学博实精密测控有限责任公司
2021-08-23
一种光电化学电池水解制氢的反应装置
本发明公开一种全绿色光电化学电池水解制氢的反应装置.该装置包括水轮发电机,光电化学水解装置,外电路,其中水轮发电机的正极连接工作电极,负极连接到对电极上;水轮发电机是将水流动能转换为电能,产生外加电场,主要由水轮机和螺旋桨组成;光电化学水解装置中工作电极是采用磁控溅射法制备的ZnO薄膜封装后构成,或者是采用原子层沉积制备的TiO2薄膜,厚度60nm,300℃下ALD生长的多晶.本发明成功实现了完全依靠绿色可再生的清洁能源进行能量转化的光电化学电池.本发明采用的水轮发电机通过将机械能转化为电能,再连接到光阳极材料上去,在无需外加偏压的情况下即可高效地分解水产生氢气,从而节约了能耗.
杭州电子科技大学
2021-05-06
超低氧压控制和测定氧化动力学的固体电化学装置
本项目是一种首创的基于固体电化学原理的氧泵。该氧泵具有两大功能：一、测定金属氧化动力学；二、可以在1～10-25 atm范围获得任意的氧分压。测定金属氧化动力学时，氧泵通过将金属氧化过程消耗的氧量经过电化学过程转化为电荷量来获取氧化动力学曲线。由ZrO2固体电解质管、隔断阀和石英管构成一个封闭体系，在ZrO2固体电解质管内外壁上沉积或涂覆铂电极构成电化学氧泵，将氧化样品与固体电解质电化学氧泵分别处于不同的温度，实现氧化温度和氧压可调，将氧泵电流积分与氧化时间做图可获得氧化动力学曲线，可用于金属及合金氧化动力学测定，包括产生挥发性氧化物的体系的动力学测定，以及其它吸收氧过程的动力学测定。本发明方法的结构简单，操作简便，测试数据精度高，运行费用低，控制和数据处理计算机化。本仪器可以替代电子热天平，为高新科技产品。 氧泵还可以在不同的温度，在1～10-25 atm范围获得任意的氧分压，可广泛用于科研和生产。 国际首创，成果列入1998年4月美国出版的“High-temperature Research in Progress：1997”，采用本技术的研究结果多次在 Oxidation of Metals 上发表。获得发明专利，发明专利号：98101027.X 氧泵还可以在不同的温度，在1～10-25 atm范围获得任意的氧分压。 本发明的氧泵操作简便，控制和测试数据精度高，运行费用低，控制和数据处理计算机化，为高新科技产品。可以根据实际需要提供特定的技术与产品。
北京科技大学
2021-04-11
发酵废液/废渣微生物电化学产氢的工艺与装备
2 015 年我国实施了史上最严的环境保护法，对企业污染排放做出严格规定， 对违法排污企业惩罚力度大大加强。食品和药品发酵企业的废水/废渣的资源化 利用是降低企业运行成本的有效途径。发酵废水/废渣由于其有机质含量高、可 生化处理性好和成分相对稳定的特点，非常适用于微生物电化学产氢气。 微生物电化学产氢所用到的装置称作微生物电解池。该装置被质子交换膜分 隔成一个阳极室和阴极室。在阳极室，生长在电极表面的微生物能够降解有机物 生成二氧化碳、质子和电子。质子和电子分别通过质子交换膜和外电路到达阴极， 两者在一定的外电压（>0.2 V）作用下在阴极生成氢气。整个装置可以实现污水 中有机物的去除，同时回收氢气。
西安交通大学
2021-04-10
无酶的葡萄糖电化学传感器及其检测方法
本发明公开了一种无酶的葡萄糖电化学传感器及其检测方法，该无酶的葡萄糖电化学传感器包括由参比电极、对电极和工作电极组成的三电极体系，所述工作电极由对葡萄糖具有电催化氧化性能的材料制成；使用该无酶的葡萄糖电化学传感器检测葡萄糖的方法，包括如下步骤：(1)电化学预处理工作电极：施加高负电位；(2)电化学氧化葡萄糖：施加葡萄糖氧化所需电位；(3)电化学清洗工作电极：施加正电位。本发明可去除样品pH对检测结果的影响，使原本需要在碱性条件下进行无酶的葡萄糖检测，可在中性及酸性样品中的进行，并且具有电极稳定性好、灵敏度高、重复性好等优点，具有非常广阔的应用前景。
东南大学
2021-04-11
快速检测雾滴中多菌灵含量的电化学传感器
项目简介本项目是国家博士后基金项目“农药电化学生物传感器的开发与应用”成果。以石 墨为原料，经过强氧化剂氧化得到石墨氧化物，通过超声剥离形成氧化石墨烯，将氧化 型石墨烯滴涂到丝网印刷电极表面后，经过电化学还原形成具有催化性能的还原型石墨 烯传感界面。该传感器以多菌灵的电化学氧化峰电流为响应信号，实现雾滴中多菌灵含 量的快速检测。 性能指标 （1） 传感器经氧化型石墨烯修饰的丝网印刷电极在-0.7V 电位下电化学还原。 （2） 传感器的检测范围为 3×10−9
江苏大学
2021-04-14
安大科大学者联合攻关电化学合成氨
安徽大学材料科学与工程学院杜袁鑫副教授、化学化工学院朱满洲教授与中国科学技术大学陈艳霞教授、朱彦武教授课题组合作，通过调控金属纳米团簇的内在活性，合理设计并合成了高效的M4Ni2NCs(M=Au,Ag)催化剂进行N2合成NH3反应。
安徽大学
2022-06-01
一种用于去除剩余污泥中重金属的电化学方法
本发明公开了一种用于去除剩余污泥中重金属的电化学方法，其特征在于，具体包括如下步骤：取含有重金属的干污泥，分别采用0.1mol/L?EDTA、柠檬酸、酒石酸和EDTA铁钠为修复剂，超声波振荡7h，用盐酸调节pH值至2-4后，置于以石墨为电极的电化学装置，控制电压为3.5V，极板间距为14cm，电化学处理12h，取样烘干消煮，检测污泥中剩余重金属含量。采用本发明耗电低，电解时间短，节省时间，在较宽pH范围内，剩余污泥中重金属均小于限值，电极电压稳定，性能可靠，对污泥中重金属的去除率能达到90％以上，重金属富集在阴极处，易处理，不产生二次污染，且不产生任何有害因素，处理后的污泥符合污泥农用标准，可作肥料。
青岛农业大学
2021-04-13