超声功率和频率对电化学过程速率的影响研究

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1.超声功率对Fe(CN)63-/Fe(CN)64-及Cu2+/Cu电化学过程的影响分别在静止条件和不同功率的超声作用下测定了Fe(CN)63-及Cu2+电化学还原过程的伏安曲线,探讨了超声功率Fe(CN)63-及Cu2+电化学还原过程的传质速率的影响。超声可以明显提高Fe(CN)63-和Cu2+电化学还原过程的传质速率;随着超声功率的增大,Fe(CN)63-和Cu2+电化学还原过程的传质速率都随之增加,但两个过程传质速率增加的幅度不同。在25℃、超声频率为24kHz,铁氰化钾浓度为2.0×10-3 mol·L-1时,超声功率从110 W增加到500 W,Fe(CN)63-电化学过程极限扩散电流密度由12.0 A·m-2增加至33.4 A·m-2;相同温度和超声频率下,铜离子浓度为6.3×10-3 mol·L-1时,超声功率由110W增加为220W,Cu2+电化学还原过程极限扩散电流密度由39.2 A·m-2增大为84.5 A·m-2,且进入传质控制区的电极电位负移;当超声功率增至330W和500W后,Cu2+的电化学还原过程已不再受传质控制。实验测定了25℃、45℃及65℃时超声功率对Fe(CN)63-和Cu2+电化学还原过程传质速率的影响,结果表明,不同温度下,随着功率的增大,过程的速率均呈增大的趋势,但随着温度的升高,超声对过程的强化效应减弱。对于Fe(CN)63-/ Fe(CN)64-反应体系,在实验的温度和功率条件下,电化学过程为传质控制,当超声功率从110 W增加至500 W时,有超声作用与静止条件下极限电流密度的比值在25℃下从16.7增加到43.9;45℃下从7.9增加到42.1;在65℃时,则从6.8增加到31.9。
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