质子交换膜燃料电池电化学阻抗谱弛豫时间分布研究

电化学阻抗谱技术能够获取燃料电池不同频率阻抗，但对阻抗的构成缺乏进一步解析，难以直接构建精准的等效电路模型进行阻抗拟合分析，而弛豫时间分布（Distribution of relaxation time，DRT）方法不需要定义特定的等效电路模型，即可解析燃料电池不同时间常数的极化过程。针对实验室用质子交换膜燃料电池，在不同运行条件下对其进行阻抗谱测量，并通过Kramers-Kronig关系验证所记录阻抗数据的质量。基于DRT分析方法，系统地解释阻抗谱中各频段阻抗对应的物理或化学意义。研究表明，该电池的电化学阻抗谱主要由3个不同时间常数频段的极化阻抗构成，通过与运行条件相关性的系统分析，确定低频段阻抗为氧气在多孔介质中的传输阻碍，中频段阻抗为与氧还原反应有关的电荷传递阻碍，中高频段阻抗为阴极催化剂层中的质子传输阻碍。为进一步确定DRT分析结果的合理性，采用等效电路模型拟合测量的阻抗数据，辨识的电阻元件参数变化趋势与DRT分析结果一致。     

燃料电池用交联型碱性膜的制备及表征

通过同时引入疏水性长脂肪链和亲水性溴乙醇(BE)以便在侧链中对聚4-乙烯基吡啶(P4VP)进行季铵化和交联反应,成功制备了一系列梳形阴离子交换膜,并且研究了当溴代十二烷(BA)含量变化时,膜的吸水率、离子交换容量、碱稳定性、力学性能和电导率等的变化。结果表明,当BA含量增加时,吸水率、溶胀度有所降低,电导率增加,而离子交换容量基本不变。其中,BE25.0%-BA75.0%/P4VP膜的吸水率为11.8%,室温下电导率为34 mS·cm-1。这些膜的热稳定性良好,主要表现在它们的热分解温度高于200℃;BE25.0%-BA75.0%/P4VP膜的拉伸强度最大(15.9 MPa),断裂伸长率最小(5.9%),表明其具有良好的机械性能。     

间歇式超临界水氧化处理核电站废弃阳离子交换树脂研究

采用间歇式超临界水氧化设备,对粉碎后的阳离子交换树脂水悬浮液进行处理。研究了反应温度、压力、停留时间、过氧系数对COD(化学需氧量)去除率的影响,考察了浆料在处理过程中模拟核素的转移,研究了进料pH对反应釜腐蚀的影响。结果表明:主要因素对处理效果的影响排序为:温度过氧系数停留时间压力。最佳处理条件反应温度520℃、压力23MPa、停留时间30min、氧化系数3和进水pH=7下,COD去除率为99.5%,高于99.8%锶离子和钴离子沉积于排盐口。调节进水pH为7,COD的去除率提高了50.6%;树脂的质量减量率达到99.6%。为核废料有效减容提供了新途径。     

气体扩散层对质子交换膜燃料电池膜电极耐久性影响的定量分析

目前质子交换膜燃料电池(PEMFC)耐久性相关的材料研究主要集中在膜以及催化层上,对气体扩散层(GDL)衰减的研究较少,而且都集中在离线加速实验上,而离线加速实验结果难以与实际操作条件下的GDL衰减联系起来;并不能由此得出实际耐久性测试后GDL衰减对电池性能的影响程度。作者给出了定量分析GDL影响电池性能的实验方法。成功定量分析了GDL对MEA的耐久性影响:在800 mA/cm~2下,由GDL老化引起的MEA性能衰减率为13.22μV/h,在线耐久性测试的MEA性能衰减率为98.98μV/h,GDL衰减对性能的影响占整个MEA衰减的13.36%。     

阴离子交换层析处理对静注人免疫球蛋白(pH 4)制品的影响

目的分析在低温乙醇蛋白分离法基础上引入阴离子交换层析(anion exchange chromatography,AEX)纯化工艺处理,对静注人免疫球蛋白(pH 4)制品质量的影响。方法检测并对比分析低温乙醇蛋白分离法及联合AEX纯化工艺制备的静注人免疫球蛋白(pH 4)制品分子量大小分布、抗补体活性(anticomplement activity,ACA)、抗-HBs效价、白喉抗体效价、IgA含量、抗体Fc段生物学活性、IgG亚型分布、N-糖基化类型、蛋白质二级结构和三级结构的异同。结果在低温乙醇蛋白分离法基础上,引入AEX纯化工艺处理,可大幅度降低静注人免疫球蛋白(pH 4)制品中IgA含量;有利于去除制品中三级结构发生改变的蛋白质;未对制品其他质量指标产生显著影响。结论在低温乙醇蛋白分离法基础上,引入AEX纯化工艺可提高静注人免疫球蛋白(pH 4)制品质量。     

层状双氢氧化物对混凝土抗碳化性能的影响

研究了不同处理方式得到的层状双氢氧化物(LDHs)对混凝土抗碳化性能的影响。利用X射线衍射、红外分析以及热分析表征其在捕捉混凝土孔溶液中的碳酸根离子前后的组成及结构变化,并测试了加入LDHs后混凝土的抗碳化性能以评价各种LDHs捕捉碳酸根离子的能力。结果表明:不同类型的LDHs碳化后层间距变小;600℃煅烧后的LDHs实现了捕捉碳酸根离子后的结构重建,可以明显提升混凝土的抗碳化性能。     

炉渣填料组合潜流人工湿地处理低盐污水研究

在盐度为0.15%、0.3%和0.6%条件下,考察炉渣填料组合潜流人工湿地对生活污水的处理效果。结果表明,在低盐度情况下,盐度的提升对人工湿地的影响作用不大,各个污染物指标的去除率都达到较高水平。在盐度0.6%条件下组合潜流人工湿地2级湿地对污染物的去除率各不相同,垂直潜流人工湿地对NH4+-N和COD的去除率比水平潜流人工湿地高;水平潜流人工湿地对NO3--N、TN和TP的去除率比垂直潜流人工湿地高。     

过程工程所制备高通量超大孔弱阴离子交换分离介质

正随着人们对生物医药的需求量的日益增长,促进了生物上游技术的发展,同时也对下游的分离纯化技术提出更大的挑战,如何满足快速、高效、高通量的分离纯化的要求,开发高效的分离生化分离介质是一条必经之路。而目前的最常用的以多糖为基质的传统介质,存在孔径小(20~30 nm孔径)、机械强度低等问题,在