SPE电极上电化学脱除硫、氮行为研究

• 作 者: 王雅丽
• 机 构: 中国石油大学(北京)
• 出 处: 中国石油大学(北京)
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: SPE电极 制备工艺 电化学脱氮 开环脱硫 循环伏安

本文通过实验,分别尝试了刷涂法和热压法制备不同催化剂种类的SPE电极,其中纳米铂金溶液制备的电极粘结牢固,但由于溶液浓度过低,颗粒之间无法形成导通,电阻很大。Pt/C催化剂制备的电极颗粒之间没有相互粘结,电极表面出现细小的裂缝,电阻较大。采用热压法制备的石墨布/Na-Nafion电极电阻在1～2Ω之间,且电极牢固性能很好。实验结果表明:石墨布/Na-Nafion电极的最优制备工艺为:热压压力0.5Mpa,热压温度175℃和热压时间10min。　　
本文还对石墨布/H-Nafion电极上的电化学脱除硫、氮行为进行了研究。以噻吩、丁硫醚模拟脱硫组分,测定了50℃时各组分在电极上的循环伏安行为。通过循环伏安图对比发现,噻吩在电极上发生还原反应并生成H2S,反应过程为:先使环上的双键加氢饱和,然后开环脱硫生成烷烃。另外,噻吩在电极上发生部分可逆反应,反应过程受表面控制,反应机理属于催化反应机理。通过控制电位电解法,采用紫外分光光度计、GC-MS、GC-SCD和PFPD等分析仪器,得到了噻吩的脱硫率为53.46%,平均脱硫速率为0.01mmol.h-1.cm-2。硫醚的脱硫率为3.31%,平均脱硫速率为2.2×10-4mmol.h-1.cm-2,与噻吩的脱硫效果相差较大。丁硫醚在石墨布/H-Nafion电极上反应传质受扩散控制。　　
以苯胺、硝基苯、吡咯模拟脱氮组分,50℃下循环伏安行为表明:苯胺在石墨布/H-Nafion电极上发生两步氧化的可逆反应。在石墨布/Nafion电极上,没有起到脱氮效果。