空氣陰極燃料電池中絡(luò)合鐵再生過程的控制研究.pdf

1、絡(luò)合鐵法是一種典型的基于Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)氧化還原電對的濕式氧化還原去除硫化物的方法。其中Fe(Ⅱ)氧化通過影響絡(luò)合鐵過程的效率，在催化劑再生過程中扮演著至關(guān)重要的作用。本實(shí)驗(yàn)的目的在于發(fā)展一種能夠較為精準(zhǔn)描述絡(luò)合-Fe(Ⅱ)電化學(xué)氧化和有氧氧化的動力學(xué)模型。Fe(Ⅱ)物種被結(jié)合到該模型中且每個絡(luò)合-Fe(Ⅱ)物種的動力學(xué)活性被定量研究。在Fe(Ⅱ)氧化過程中，F(xiàn)e(OH)(EDTA)3-和Fe(NTA)24-被認(rèn)為是最具動力學(xué)活性

2、的物種，而Fe(EDTA)2-和Fe(NTA)-顯示溫和的動力學(xué)活性。通過該模型，準(zhǔn)確解釋了Fe(Ⅱ)氧化行為與溶液pH、溶液組分的關(guān)系。在EDTA-Fe(Ⅱ)體系中，F(xiàn)e(Ⅱ)氧化速率主要受Fe(EDTA)2-和Fe(OH)(EDTA)3-物種的影響;在NTA-Fe(Ⅱ)體系中，F(xiàn)e(Ⅱ)氧化動力學(xué)主要受Fe(NTA)-和Fe(NTA)24-物種的影響。
　　與快速的硫化物吸收反應(yīng)相比，F(xiàn)e(Ⅲ)的再生環(huán)節(jié)相對緩慢，嚴(yán)重制約著整

3、個絡(luò)合鐵脫硫過程的進(jìn)展。本實(shí)驗(yàn)采用浸漬法對陽極材料進(jìn)行改性，通過制備一系列不同金屬氫氧化物/GF材料，在空氣陰極燃料電池中做陽極，來提高Fe(Ⅱ)電化學(xué)氧化速率。結(jié)果顯示，在Fe(OH)3/GF、Al(OH)3/GF、Mn(OH)2/GF、Co(OH)2/GF、Ni(OH)2/GF、Cu(OH)2/GF、Zn(OH)2/GF、Pb(OH)2/GF八種材料中，以Pb(OH)2/GF的效果最佳，不僅能提高電池產(chǎn)電效率還能加快電池中Fe(Ⅱ)

4、反應(yīng)速率，因此，篩選出最佳陽極材料為Pb(OH)2/GF。
　　為了進(jìn)一步探究陰離子對Fe(Ⅱ)電化學(xué)氧化速率的影響，采用浸漬法制備了一系列不同陰離子Pb化合物/GF材料，在空氣陰極燃料電池中做陽極，通過電池產(chǎn)電效率以及電池中Fe(Ⅱ)的氧化速率來評估制備的電極材料性能，通過CV、EIS、XRD對制備的電極材料進(jìn)行表征。結(jié)果顯示，2PbCO3·Pb(OH)2/GF、PbCl2/GF、PbSO4GF、Pb(OH)2/GF四種材料均能