Ce(Ⅳ)-Ce(Ⅲ)氧化還原性能研究.pdf

1、Ce(Ⅳ)/Ce(Ⅲ)作為一種氧化還原電對,與目前研究的其他電極電對相比,具有很高的氧化還原電位(1.61 V),具有極大的氧化還原電池開發(fā)潛力。本文對Ce(Ⅳ)/Ce(Ⅲ)在磺酸溶液中的氧化還原的電化學過程進行了系統(tǒng)地研究,并進一步改善了其還原過程動力學。
　　 研究了Ce(Ⅳ)/Ce(Ⅲ)電對的氧化還原反應及Ce(Ⅳ)還原的動力學過程,并分析得到相關動力學參數(shù)。結(jié)果表明,Ce(Ⅳ)/Ce(Ⅲ)電對在Pt電極上的反應是準可逆過

2、程。計算得到Ce(Ⅳ)的還原擴散系數(shù)Dc為1.4×10-6 cm2·s-1,標準速率常數(shù)k0=3.24×104 cm·s-1。通過循環(huán)伏安實驗,得出:H+濃度為3.0 mol·L-1時Ce(Ⅳ)/Ce(Ⅲ)電對反應可逆性最好,反應速率最大,溫度升高能加速反應的進行。
　　 研究了添加劑的作用。發(fā)現(xiàn)加入Ag+、Cr3+、Co2+、NH4+能夠促進Ce(Ⅳ)/Ce(Ⅲ)氧化還原反應的進行。計算得到,Ce(Ⅳ)在這些體系中的還原擴散系

3、數(shù)分別為4.0×10-6cm2·s-1、3.48×10-6cm2·s-1、2.85×10-6cm2·s-1、2.62×10-6cm2·s-1。Ag+濃度為0.006 mol·L-1時,在電流密度為25mA·cm-2,碳氈面積為6 cm2條件下,電壓降△U為0.4 V,放電起始電壓保持在2.20 V左右,經(jīng)過30次循環(huán)后庫倫效率不低于65.7％。
　　 研究了各種酸對Ce(Ⅳ)/Ce(Ⅲ)電對的電極反應過程的影響,發(fā)現(xiàn)檸檬酸、草酸