石墨基体NiHCF薄膜的离子交换性能

以石墨为基体材料,采用电沉积和毛细化学沉积方法制备出电活性NiHCF薄膜.通过EDS和SEM考察了薄膜组成及其形貌,在1 mol/l KNO3溶液中采用电势循环可逆地置入与释放K离子,比较了不同制备方法得到的NiHCF薄膜的电活性、离子交换容量、再生性能和循环寿命;在1 mol/l(KNO3+CsNO3)混合溶液中测定了不同浓度下薄膜的伏安特性曲线,分析了薄膜对Cs+/K+的选择性.实验表明,石墨基体上制得的NiHCF膜能实现电化学控制的离子交换(ESIX)过程;两种方法制得的薄膜对Cs+均有较强的选择性,其中电沉积膜的再生速度高于化学沉积膜,而化学沉积膜的寿命高于电沉积膜.     

石墨基体NiHCF薄膜的离子交换性能

以石墨为基体材料,采用电沉积和毛细化学沉积方法制备出电活性NiHCF薄膜.通过EDS和SEM考察了薄膜组成及其形貌,在1 mol/l KNO3溶液中采用电势循环可逆地置入与释放K离子,比较了不同制备方法得到的NiHCF薄膜的电活性、离子交换容量、再生性能和循环寿命;在1 mol/l(KNO3+CsNO3)混合溶液中测定了不同浓度下薄膜的伏安特性曲线,分析了薄膜对Cs+/K+的选择性.实验表明,石墨基体上制得的NiHCF膜能实现电化学控制的离子交换(ESIX)过程;两种方法制得的薄膜对Cs+均有较强的选择性,其中电沉积膜的再生速度高于化学沉积膜,而化学沉积膜的寿命高于电沉积膜.     

α-ZrP/PANI电控离子交换膜对Pb~(2+)的选择性分离

采用电化学方法在水相中合成了一种新型的电活性α-磷酸锆(α-Zr P)/聚苯胺(PANI)阳离子交换材料,考察该膜在含Pb~(2+)溶液中的电控离子交换性能。分别在碳纳米管(CNTs)和PANI纳米纤维修饰的Au基体上制备了不同结构的α-ZrP/PANI杂化膜,并结合电化学石英晶体微天平(EQCM)技术,原位检测杂化膜的生长过程,分析其成膜机理。研究结果表明,在PANI纤维上制备的杂化膜因其三维多孔结构具有更高的离子交换容量;α-Zr P上的P-OH不仅能够为聚苯胺氧化还原提供氢质子,而且对Pb~(2+)表现出良好的吸附选择性,使该膜在中性含Pb~(2+)溶液中表现出良好的电活性。通过控制该杂化膜的氧化还原状态可以实现对重金属Pb~(2+)离子的选择性分离和回收。     

低阶煤热解-气化-燃烧TBCFB系统模拟及优化

三塔式循环流化床（TBCFB）是基于低阶煤分质转化利用理念开发的新型工艺系统,包含热解、气化及燃烧三个主反应器。提出了采用半焦颗粒代替石英砂作为循环热载体的新工艺,并使用Aspen Plus建立了基于半焦颗粒的TBCFB系统模拟流程,寻求系统内物料转化和能量利用的适宜操作条件。结果表明,只需燃烧40%的热解半焦,即可满足低阶煤在600℃热解和60%的热解半焦在800.9℃进行水蒸气气化所需热量;与石英砂或高温灰相比,利用热容较高的半焦颗粒作为循环介质可以显著降低热载体循环量,与原煤质量比仅为5.5。综合气化产物组成、低热值和冷煤气效率等指标,适宜的水蒸气与反应半焦质量比为1.5。上述模拟结果对半焦循环TBCFB新技术的工业应用具有一定指导意义。     

镍网基NiHCF膜电极电控离子分离性能

在镍网基体上通过阳极氧化、循环伏安电沉积、化学沉积与脉冲电沉积分别制备出具有电化学控制离子分离(ECIS)性能的铁氰化镍(Nickel hexacyanoferrate,NiHCF)薄膜电极.在1mol·L<'-1>KNO<,3>溶液中采用电势循环可逆地置入与释放碱金属离子,考察不同制备方法膜电极的离子交换容量、循环寿命与再生能力,并通过SEM、IR、IC分析了膜电极表面形貌、组成与ECIS过程性能.研究结果表明,镍网基NiHCF膜电极制备工艺简单,具有较大的离子分离能力、良好的循环稳定性与再生能力,其中脉冲电沉积膜电极的离子交换容量和循环稳定性优于其它方法制得的膜电极.     

电沉积铁氰化镍测定多孔膜电极的电活性面积

采用电化学方法测定三维多孔膜电极的电活性有效表面积、活性体积和表面覆盖度。以三维多孔电极或沉积有过渡金属铁氰化镍半导体薄膜的三维多孔膜电极为工作电极,分别在含铁氰化钾和不含铁氰化钾的碱金属溶液中测定不同扫描速度下的循环伏安曲线,利用膜电极在不同溶液体系中氧化/还原反应的可逆特性测定其电活性有效表面积和覆盖度;同时结合计时库仑法获得三维多孔膜电极内膜的活性体积和平均膜厚。结果表明:该方法具有电化学反应响应快速、灵敏且精确度高的优点,操作简单且快捷方便,可靠性好。     

碳纳米管/铁氰化镍/聚苯胺杂化膜对抗坏血酸的电催化氧化

采用循环伏安一步共聚法在碳纳米管修饰的铂基体上制备了立方体的铁氰化镍/聚苯胺/碳纳米管杂化膜;采用循环伏安法和计时电流法测试了杂化膜对抗坏血酸的电催化氧化性能;通过扫描电子显微镜(SEM)观察了杂化膜电极的表观形貌。结果表明,该电极对抗坏血酸具有较高的电催化氧化活性;在0.1 mol/L PBS和0.1 mol/L KNO3的溶液中,该杂化膜电极对抗坏血酸的催化氧化电流与其浓度在1×10-5～1.4×10-4mol/L呈良好的线性关系,相关性系数R=0.996 6,检出限为6.09×10-6mol/L,同时具有较高的灵敏度754.8 mA.M-1.cm-2,并采用计时电流法对抗坏血酸催化氧化的扩散系数和催化速率常数进行了研究。     

基于自热再生的化学吸收法CO2捕集工艺模拟及节能分析

基于能量集成,将化学吸收CO_2捕集工艺与烟道气余热回收单元耦合,应用自热再生理论对其优化,挖掘捕集过程高耗能单元的节能潜力,并使用计算机模拟软件Aspen Plus对该过程建模分析。优化后的捕集工艺实现了捕集过程反应热的回收,将塔顶蒸气的冷凝潜热回收作为塔底再沸器的热源,合理利用了烟道气余热和换热后的贫液能量,降低了系统对额外热源的需求。模拟结果表明,优化后的捕集工艺最小能耗为1.46 GJ/(t CO_2),节能约41.36%。综合投资成本和运行费用对工艺进行经济性评价,优化后的捕集成本为326.70 CNY/(t CO_2),较传统化学吸收法降低了12%。     

铁氰化铜钴复合膜的制备及其电化学性能

采用电沉积法在铂基体上制备出电活性铁氰化铜钴复合膜.在0.1mol/LKNO3溶液中采用循环伏安法并结合电化学石英晶体微天平技术考察了复合膜的电化学行为以及循环寿命.并在0.1mol/L(KNO3+CsNO3)溶液中测定不同混合浓度下复合薄膜的伏安曲线,分析了薄膜对Cs+和K+的选择性.实验表明:铁氰化铜钴复合膜是一种取代型杂化铁氰化物,非单一膜的简单组合.具有良好的离子交换特性及选择性,且循环寿命好于单膜,具备电化学控制离子分离膜的初步特征.     

低阶煤热解-气化-燃烧TBCFB系统模拟及优化

三塔式循环流化床(TBCFB)是基于低阶煤分质转化利用理念开发的新型工艺系统,包含热解、气化及燃烧三个主反应器。提出了采用半焦颗粒代替石英砂作为循环热载体的新工艺,并使用Aspen Plus建立了基于半焦颗粒的TBCFB系统模拟流程,寻求系统内物料转化和能量利用的适宜操作条件。结果表明,只需燃烧40%的热解半焦,即可满足低阶煤在600℃热解和60%的热解半焦在800.9℃进行水蒸气气化所需热量;与石英砂或高温灰相比,利用热容较高的半焦颗粒作为循环介质可以显著降低热载体循环量,与原煤质量比仅为5.5。综合气化产物组成、低热值和冷煤气效率等指标,适宜的水蒸气与反应半焦质量比为1.5。上述模拟结果对半焦循环TBCFB新技术的工业应用具有一定指导意义。