原创《泡沫镍基电极电解D2OH2O分离系数测定方法建立应用》：该文是关于D2OH2O论文范文，为你的论文写作提供相关论文资料参考。
摘 要：建立了一种测定电极电解碱性混合水溶液分离系数的方法.当对氧化氘（D2O）/氧化氢（H2O）混合碱性水溶液进行电解时,电解产生的混合气体中的氕氘比（n1,g（D）/n2,g（H））可通过低温气相色谱法确定,电解后混合碱性水溶液中的氕氘比（n1,l（D）/n2,l（H））可通过红外光谱法确定.根据气相中的氕氘比和液相中的氕氘比（即分离系数计算公式）可以计算得到不同电极材料电解D2O/H2O混合碱性水溶液时的分离系数.该方法简单易行,可应用于评价不同泡沫镍基电极材料电解碱性混合水溶液时对D和H的分离能力,以寻找良好的电催化材料.
关键词：电解；沫镍；分离系数；红外光谱法；低温气相色谱
中图分类号： TQ151.1 文献标识码：A
Abstract：A method was established to measure the separation factor of electrode material for electrolyzing alkaline aqueous solution. The （n1,g（D）/n2,g（H）） ratio of mixed gases from electrolysis was determined quantitatively with cryogenic gas chromatography （GC） when we electrolyzed alkaline aqueous solution that deuterium oxide and hydrogen oxide contain 30% of the potassium hydroxide. The （n1,l（D）/n2,l（H）） ratio of alkaline aqueous solution after electrolysis was tested quantitatively with the infrared spectroscopy, and then, the separation factor of different material was obtained according to the formula of separation factors. This method can be used to evaluate the separation ability of different electrode material for deuterium and hydrogen, which is helpful in the search of excellent electrode materials.
Key words：electrolysis；nickel foam； separation factor；infrared spectroscopy； cryogenic gas chromatography
氢同位素的分离和浓缩是核燃料循环、聚变反应堆、聚变裂变混合堆中必须解决的重要问题之一.到目前为止,虽然国内外学者对其进行了大量的实验和理论研究,已发展出了低温蒸馏、气相色谱、激光分离、薄膜渗透、热扩散等分离方法[1-4].但是由于其难以分离提纯的原因,氘、氚的价格仍很昂贵.电解法是目前国外正在应用的处理含氚废水较为有效的方法之一,电解法浓缩氘高效、节能、环保.尤其近年来发展成熟的SPE（solid polymer electrolyte）电解池具有体积更小、电流密度和电解效率更高、气体纯度更高、使用寿命更长、系统工艺也更简单等优点,而且不会产生放射性废物,获得的气体纯度很高,大大减轻了后续精馏工艺气体纯化的压力.不同的电催化材料电解时氕、氘在电极表面选择性析出的比例不同.其中影响电解水制氢效率的主要因素是由碱性条件下析氢反应（HER）和析氧反应（OER）高过电位而引起的高能耗[5],尤其是析氢电极即阴极电极材料.其中由析氢反应（HER）引起的能耗占相当大的一部分.为了降低反应高能耗问题,在选择合适的析氢反应电极材料时应遵循：1）电极材料必须具有高催化活性.2）电极材料的机械性能、电化学性能稳定.
镍由于具有特殊的d层电子结构,被公认为是具有最高电化学活性的金属[6] ,在碱性介质中,也具有良好的耐蚀性,因此选用镍及镍合金用作为碱性溶液中析氢反应阴极材料,泡沫镍基合金涂层电极的孔隙尺寸设计为0.3～0.4 mm,并具有多层结构.这种特殊的三维多孔结构使其和其他电极相比具有丰富的比表面积,镀层表面丰富,有利于提高氢析出反应（hydrogen evolution reaction, HER）催化性能.但是目前尚缺一种有效评价电极材料分离提纯氕、氘能力的方法,以便能够快速而又有效地寻找合适的电极材料.为此,本文建立一种电解水分离系数的测定方法,并应用于碱性条件下泡沫镍基电极电解重水溶液的分离系数的测定,考察不同电极材料电解水时对氕氘的分离性能.
分离系数的大小反映了电催化材料的分离能力,在仅含有氕氘二种氢同位素的体系中分离系数定义为液相中的氕氘比除以气相中的氘氢比,其表达式为：
α等于n1,l（D）×n2,g（H）n1,g（D）×n2,l（H）. （1）
式中：n1,l（D）和n1,g（D）分别为液相和气相中的氘元素的物质的量,n2,l（H）和n2,g（H）分别为液相和气相中氕元素的物质的量,“l”表示液相,“g”表示气相[7].
根据分离系数的公式,对电催化材料进行测试时,必须分别检测出气相中的氕氘比和液相中的氕氘比.M.HAMMERLI和W.J.OLMSTEAD报道了使用在线质谱法和折射仪法分别检测气相和液相中的氕氘含量[8],该检测系统复杂庞大,不适合普通实验室环境.KRETSCHMER等的研究报道中液相和气相中的氕氘含量都是通过质谱检测,但是其中检测系统涉及到较复杂的管路连接,不适于在普通实验室建立该体系[9].也有不少文献单独报道了气相和液相中氕氘含量的检测.周俊波研究组进行了低温下气相氕氘的分离及检测[10],但并未涉及到液相中氕氘含量的检测和分离系数的测定.日本学者Yoshinori Kawamura等报道了低温下气相色谱法分析检测氢同位素[11].李桂花和郑彦巍等报道了红外光谱法测定中等浓度重水含量[12].Knezevi报道了红外光谱法测试重水浓度[13].这些文献中报道的方法基本上都是针对纯水体系的检测,不适应于电解碱性混合水体系（氢氧化钾的混合水溶液）的测定.
D2OH2O论文参考资料：
结论：泡沫镍基电极电解D2OH2O分离系数测定方法建立应用为关于D2OH2O方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关h2od2o论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
