氧阴极节能环保制备电解二氧化锰新方法

采用石墨、铜等析氢阴极进行电解二氧化锰(EMD)生产时存在高耗能、环境污染、安全隐患等问题,用高电位的气体扩散电极(GDE)等氧阴极代替传统的析氢阴极,在阳极反应不变的情况下,可以使传统EMD方法的理论槽电压降低1.229 V,同时阴极不会析出氢气也可减少酸雾的产生。对此"节能环保型氧阴极电解二氧化锰新方法"的研究证实:阴极用GDE后,在电流密度范围20～140 A/m2,与传统Cu和电催化活性特别好的Pt析氢阴极反应电解槽相比,使用Pt/C型GDE氧还原阴极反应EMD新方法的槽电压和能耗仅为他们的1/3～1/2。对阳极沉积出的粉末进行XRD分析也表明是所要求的EMD(γ-MnO2)。新方法已取得专利授权。     

硫酸锰电解还原动力学研究

在MnSO4-(NH4)2SO4-H2O电解体系中,采用循环伏安(CV)和线性扫描(LSV)电化学测试技术研究了不锈钢电极上锰沉积的电化学性质。循环伏安法表明:二氧化硒的加入可抑制不锈钢电极表面上氢气的析出;锰还原过程中有晶核产生。不同硫酸锰浓度条件下的极化曲线表明:硫酸锰浓度不同,Mn2+还原反应的电子传递系数(α)不同,交换电流密度(i0)也不同;根据不同温度下的极化曲线,计算出扫描电位在-1.14V和-1.20V时,Mn2+还原的表观活化能分别为37.11kJ/mol和30.87kJ/mol。     

掺钴氧化钌（RuO2/Co3O4）·nH2O复合薄膜电极的制备与表征

以六水合氯化钴(CoCl2.6H2O)和水合三氯化钌(RuCl3.3H2O)为前驱体,采用胶体法制备超级电容器用(RuO2/Co3O4)·nH2O复合薄膜电极材料。用X射线衍射仪以及CHI660C电化学工作站对该复合薄膜的物相结构及电化学性能进行表征。结果表明:当CoCl2·6H2O和RuCl3·3H2O的物质的量比n(Co):n(Ru)为2:1时,于350℃下热处理2.5 h制备的复合薄膜电极具有优良的性能,在浓度为0.5mol/L的H2SO4电解液中其比电容达到512 F/g,500次充放电循环后比电容量保持在充放电循环前的96.1%;充放电电流为0.01A时,内阻为1.2。     

离子膜电解法制备La(OH)3

利用阴离子交换膜电解方法制备了La(OH)3。研究了电极材料、电流密度、反应介质对La(OH)3的影响。使用不锈钢材料作阴极,在电流密度低于300 A.m-2时,La(OH)3质量随电解时间线性增大。较佳工艺条件为:电流密度300 A.m-2,LaCl3浓度为0.2 mol.L-1,添加剂浓度为15%。循环伏安曲线表明,电解过程中不锈钢表面氧化膜和H 的还原均有一个电流阶跃,两个阶跃间有一个相对平缓的电流区域。相同电压时,无添加剂的0.2 mol.L-1LaCl3溶液电流最大,含15%添加剂时的电流下降,0.6 mol.L-1NaCl空白溶液的电流最小。La(OH)3的生成使析氢电位正移。     

气泡加速锌电积时的传质

<正> 在电流密度为500、680和800安/米~2的条件下,考察了ZnSO_4和H~2SO_4浓度在工业生产溶液成分范围内的变化,对有氢气同时析出的锌电积效率的影响。氢气析出速度取决于溶液的化学性质。通过测定锌的迁移量,可以计算Zn~(2+)的传质系数,发现它随阴极表面氢气析出速度变化而变化。气泡产生有微对流效应,使锌电积的传质系数增大,但使电流     

铜钴合金单膜电化学溶解造液试验研究

在酸性条件下H2O2／O2及Fe^3＋／Fe^2＋的平衡电位远正于H^＋／H2和Cu^2＋／Cu。采用阴离子膜分隔阴、阳极室,以空气作氧化剂,使氧在阴极放电或氧化二价铁离子成三价,三价铁离子在阴极表面放电,实现铜钻合金单膜低压电溶解。实验确定的工艺条件为：槽电压0．32～0．55V,温度为60℃,相邻两极表面间距3cm,阴极室H2SO4浓度35g/L,FeSO4浓度76g/L,鼓氧充足,阳极室H2SO4浓度25g/L,实验电流密度可达300—500A/m^2,电流效率达98．7％。     

量热法研究硝酸铕丙氨酸配合物及其配离子的标准生成焓

采用具有恒温环境的反应量热计,分别测定了298.15 K时[Eu(NO3)3.6H2O(s)+4Ala(s)]和配合物Eu(Ala)4(NO3)3.H2O(s)在2 mol/L HCl溶液中的溶解焓。根据盖斯定律设计一个热化学循环,可计算得到六水硝酸铕和丙氨酸配位反应的反应焓△rHθm(298.15 K)=43.178±0.256 kJ/mol,并计算出配合物Eu(Ala)4(NO3)3.H2O(s)在298.15 K时的标准生成焓△fHθm(298.15 K)=-3 882.4±6.4 kJ/mol。同时测定了Eu(Ala)4(NO3)3.H2O(s)在水中的溶解焓△sHθm=-16.106±0.200 kJ/mol,并计算出配离子Eu(Ala)(aq)在298.15 K时的标准生成焓△fHθm(298.15K)=-2 997.7±6.7 kJ/mol。     

LaCl3·7H2O晶体的热分解

采用TG-DTG方法,得到LaCl3*nH2O晶体在空气中热分解过程及相应分解反应的活化能,即在84～112℃时,LaCl3*7H2O失去4个结晶水,分解反应的活化能为133.2kJ/mol,在123.2～137.9℃时,LaCl3*3H2O失去2个结晶水,分解反应的活化能为153.9kJ/mol,在162.5～177.4℃时,LaCl3*H2O失去1个结晶水,分解反应的活化能为454.6kJ/mol,在397.7～464.5℃时,LaCl3气相水解为LaOCl,活化能为66kJ/mol.在温度低于900℃(最高测试温度)时,LaOCl能稳定存在.     

硫化钠对铝酸钠种分母液蒸发排盐的影响

研究了硫化钠对拜耳法铝酸钠种分母液蒸发排盐的影响。结果表明:铝酸钠溶液深度蒸发排盐渣中主要存在Na2CO3·H2O和NaAlO2·1.25H2O;当苛性碱质量浓度(NK)为300~310g/L时,碳酸钠能有效析出且不导致NaAlO2析出过高;随硫化钠添加量增加,Na2CO3、硫盐和NaAlO2析出率提高,排盐率提高且均在60%以上,硫化钠质量浓度(NS)为4g/L时排盐效果最佳;将硫质量浓度(NS)为4.5g/L的铝酸钠溶液蒸发至苛性碱质量浓度(NK)为310g/L时,排盐渣中存在Na2CO3·H2O、NaAlO2·1.25H2O、Na2S、Na2S2O3、Na2SO3及Na2CO3·Na2SO3,同时,约有7%和4%的S2-分别被氧化为S2+和S4+,而亚硫酸钠与碳酸钠更容易结晶形成复盐Na2CO3·Na2SO3而析出;碳酸钠和各价态硫化合物交互作用,影响蒸发排盐效果。     

V微合金钢碳氮析出物的热力学分析

为预测和控制钢中V的析出物以及优化钢的成分,利用Thermo-Calc热力学软件对试验钢在不同温度下析出相的组成、相的析出温度和V的析出规律进行了计算。结果表明,试验钢中存在3种FCC类型的相:FCC_A1#1、FCC_A1#2和FCC_A1#3,其析出温度分别为1 470、1310和790℃。对于FCC_A1#3,V(CN)量在600~800℃温度范围内急剧下降,最大析出量为4.5×10~(-3) mol。FCC_A1#2V元素在870℃时达到峰值,为0.5mol。不同V含量对V(CN)相析出温度影响不大,但碳氮化物析出量与V含量呈正比关系。     

LnO2-ZrO2(Ln＝Ce,Tb,Pr)储氧材料的研究Ⅱ.储氧和催化

机动车尾气排放造成的污染是倍受国际社会关注的问题,开发具有自主产权的机动车尾气净化催化技术是我国控制城市大气污染的重要措施.本研究采用"超声膜扩散"法制备了(LnO2)x-(ZrO2)1-x(Ln=Ce,Pr,Tb; x=0.4～0.9)储氧材料,对其储氧量、热稳定性、催化特性和抗老化性能进行了测量.结果表明,(LnO2)x-(ZrO2)1-x(Ln = Pr, Tb)显示出优于(CeO2)x-(ZrO2)1-x的综合性能,是机动车尾气净化三元催化重要的候选材料.     

新型Fe基合金电极RE2FeSb2(RE=Y,Dy,Er)放电特性研究

制备了化学计量比为RE2FeSb2(RE=Y,Dy,Er)新型Fe基合金电极.利用恒电流充放电方法测定了RE2FeSb2(RE=Y,Dy,Er)化合物的电化学性能,充放电循环表明RE2FeSb2(RE=Y,Dy,Er)具有2个明显放电平台;分别以3种RE2FeSb2(RE=Y,Dy,Er)合金电极为负极,以Ni(OH)2/NiOOH为正极构成的原电池,首次放电容量分别达到了715.8mAh/g,646.2mAh/g,673.6mAh/g,说明新型Fe基合金电极RE2 FeSb2(RE=Y,Dy,Er)具有很大的放电容量.     

RE2FeSb2(RE=Y,Dy,Er)充电过程研究

制备了化学计量比为RE2FeSb2(RE=Y,Dy,Er)的稀土化合物并测试了合金的电化学性能.研究发现RE2FeSb2(RE=Y,Dy,Er)合金电极充放电过程中呈现2个充放电平台.合金电极在KOH溶液中浸润24h后极化程度不同;Y2FeSb2在浸润后极化程度比Dy2FeSb2和Er2FeSb2更深,使得前者首次充电过程明显区别于后2种合金电极.充放电循达到五十次以后,合金电池低电位充电平台逐渐消失,高电位充电平台的充电容量缓慢减小,合金电池循环充放电能力下降.     

鲁米诺-H_2O_2-Fe(Ⅱ)化学发光体系的研究与应用

基于微乳液有增稳、增敏、增溶等作用,建立了微乳液-鲁米诺-H2O2-Fe(Ⅱ)化学发光体系测定Fe(Ⅱ)的分析方法。该法测定Fe(Ⅱ)的浓度范围为1×10-6～1×10-4g/L,检出限为1.20×10-7g/L。对浓度为1×10-6g/L的Fe(Ⅱ)标准溶液连续平行测定11次,相对标准偏差(RSD)为1.33%。利用EDTA为掩蔽剂,可有效消除大多数元素离子对测定Fe(Ⅱ)的干扰,从而可用于矿样中Fe(Ⅱ)的测定,回收率在96%～107%之间。     

WC对原位合成Mo2 FeB2烧结及组织性能的影响

在Mo-B-Fe-Cr-Ni系统中,分别掺加不同含量的WC进行真空液相烧结,用电子万能材料试验机和硬度计测定材料的弯曲强度与硬度,用XRD、SEM观察分析材料的物相和组织结构.结果表明,在满足反应生成Mo2FeB2的前提下,掺加的WC作为形核中心,降低了烧结过程中的成核位垒,使烧结过程更易进行,烧结生成的Mo2FeB2硬质相与WC晶粒形成了无污染、弱界面结合的双硬质相,并且在粘结相中分布均匀,提高了材料的抗弯强度和硬度.     

原位反应制备Mo_2FeB_2基金属陶瓷烧结过程热力学分析

对Fe-6B-48Mo-0.8C材料体系用液相烧结原位反应法制备了Mo2FeB2三元硼化物金属陶瓷,用SEM-EDS观察分析了烧结体的组织结构与成分组成,用热分析(DSC)、X射线衍射分析与热力学计算表征了体系的反应过程。结果表明,在该材料体系中,Fe2B、MoB2为反应中间相,Mo2FeB2为最稳定存在的相,呈条块状均匀分布在铁基粘结相中。通过热力学计算分析,在Mo-Fe-B三元体系中,Mo2FeB2的Gibbs自由能最低,形成能力最强,在481.8℃开始形成Fe2B,当温度达到1293.7℃时,该体系形成最稳定的Mo2FeB2相,并使材料致密化。     

Al_2O_3-CeO_2-ZrO_2-Ni系球磨过程中的分散性和相变研究

运用XRD、SEM等方法研究了Al2O3-CeO2-ZrO2-Ni高能球磨体系在不同的球磨工艺条件下的组织结构转变和分散性的问题.结果表明,四种物质一起球磨时,不会发生机械合金化,但随着球磨时间的延长,Al2O3、CeO2、ZrO2粉末都会不断被细化,而Ni颗粒仍较粗大且分布很不均匀.通过改变球磨顺序,将CeO2、ZrO2和Ni先球磨30 h再添加Al2O3继续球磨30 h,却能使CeO2和ZrO2发生合金化生成固溶体,且Ni颗粒有明显的细化,分散性也明显提高.     

去除稀土工业废水中Ca2+、Mg2+的研究

反渗透法作为稀土工业废水处理领域的一种高新技术应用日益广泛,如何防止稀土废水中的钙、镁污染和堵塞膜元件,是当前反渗透技术应用中的一个难点.本文研究用碳酸钠和氢氧化钠沉淀废水中的钙、镁离子,取得了一定的效果,并研究了絮凝剂的加入对沉淀快速沉降的影响.     

以NaCl-CaCl2为助剂CaO分解氟碳铈矿的研究

现行分解氟碳铈矿过程中,氟以气相形式逸出,既浪费氟资源,又污染环境。为了寻求新的清洁冶金方法,文中采用DTA-TG和XRD热分析技术对CaO-NaCl-CaCl2焙烧标题矿物分解过程的化学反应进行了研究。用二次正交回归实验设计方法研究了氟碳铈矿分解率随四因素而变化的规律,得出了相应的回归方程,并得出的优化工艺条件：温度：700℃;CaO加入量：15%（质量百分数）;NaCl加入量10%（质量百分数）;焙烧时间：60 min,分解率为92.14%。通过分析讨论可知：由于CaO的加入,氟以CaF2固体的形式存在于焙烧产物中,抑制了气相氟的产生,本文采用的方法是一种清洁冶金工艺。     

O2/N2与O2/CO2气氛下Fe2O3与K2CO3对无烟煤催化燃烧反应性的影响

利用综合热分析仪研究了O2/N2与O2/CO2气氛下Fe2O3与K2CO3对无烟煤催化燃烧反应性的影响。结果表明,在O2/CO2气氛下,Fe2O3与K2CO3均可以催化无烟煤粉的燃烧,但其催化作用要弱于O2/N2气氛,且在低氧气浓度的O2/CO2气氛下对Fe2O3与K2CO3的抑制作用大于高氧气浓度。氧气浓度为20%~80%时,K2CO3在O2/N2气氛下催化煤粉前期燃烧使燃烧由反应控制转变为扩散控制,Fe2O3则只在氧气浓度为20%时能改变煤粉前期燃烧的控制步骤;而Fe2O3与K2CO3在O2/CO2气氛下均只能在氧气浓度为20%时改变煤粉前期燃烧的控制步骤,由反应控制转变为扩散控制。