沿[111]方向择优生长Pt/Ti电极制备及析氯电催化活性

针对目前低浓度氯化钠电解过程中存在的氧化物尺寸稳定阳极(DSA)使用寿命短以及Pt电极使用量高的问题, 本研究通过磁控溅射法制备了具有沿[111]方向择优生长的Pt/Ti电极。SEM结果显示, 磁控Pt表面平整, 分散均匀, 粒度大小为10 nm; 通过XPS表征, 未见到基体Ti的特征峰, 说明其表面覆盖度好。电化学循环伏安曲线(CV)显示, 磁控Pt的电化学面积最小, 仅为1.08 cm², 接近电极表观面积; 磁控Pt氧区吸附电量和氢区吸附电量的比仅为0.83, 说明其对氧吸附能力较差, 不利于发生析氧反应。在单位电化学面积上, 当电极电势为1.6 V时, 磁控Pt的析氯电流达到0.085 A/cm², 分别是电沉积Pt和热分解Pt的3.27和49.0倍, 说明磁控Pt单位活性位点上具有很高的析氯反应活性。在此基础上, 进一步研究表明磁控Pt电极析氯反应的Tafel斜率为44.3 mV/dec, 其析氯反应机理符合Volmer-Heyrovsky机理, 速控步骤为电化学复合脱附步骤。     

Ir0.5Pt0.5O2阳极的电催化活性及氧化电解水制备

氧化电解水作为一种新型、高效、环保的杀菌剂,具有广阔的应用前景。但目前在氧化电解水制备过程中,其阳极电催化材料存在效率低和使用寿命短等问题。采用亚当斯融合法制备了Ir_0.5Pt_0.5O₂复合氧化物电极。通过XRD表征,其晶型为典型的金红石型结构。SEM结果表明虽然颗粒之间存在团聚现象,但是可以明显观察到大量蜂窝状结构存在,提高了催化剂的比表面积和电化学面积。进一步的CV表征证明了这一点,同时在CV图中表现出明显的铂铱复合氧化物结构的特征。利用LSV技术分别考察了Ir_0.5Pt_0.5O₂的析氯和析氧极化曲线,发现其单位表观面积上析氯活性明显提高,而析氧活性明显降低。计算表明Ir_0.5Pt_0.5O₂的析氯反应Tafel斜率为56.3 mV·dec^-1,反应机理为Volmer-Heyrovsky机理,速控步骤为电化学脱附步骤;其析氧反应Tafel斜率为126.6 mV·dec^-1,控速步骤为催化剂表面氢氧化物的形成。进一步电化学阻抗实验表明在1 g·L^-1 NaCl溶液中, Ir_0.5Pt_0.5O₂析氯电催化活性优于IrO₂,这与前面研究结果一致。在此基础上,以Ir_0.5Pt_0.5O₂/Ti为阳极制备氧化电解水,在相同条件下,其有效氯含量明显优于IrO₂/Ti,同时电解效率也明显提高,强化试验寿命是IrO₂/Ti的3.14倍,大大提高了电极性能,有利于其商品化使用。     

高海拔330 kV输电线路悬垂串金具电晕特性研究

我国西北部分高海拔地区330kV同塔双回输电线路悬垂串金具运行中存在明显放电现象,为降低电能损耗,采用三维有限元分析计算软件对实际同塔双回线路进行建模研究,并对悬垂串金具表面电场分布进行仿真计算。根据计算结果,在特高压交流试验基地环境气候实验室和特高压户外试验场对优化前后悬垂串金具开展可见电晕试验研究。结果表明,悬垂串金具安装防晕球后,金具表面最高场强从28.3kV/cm降至22.4kV/cm,降幅为20.8%,同时金具电晕放电起始电压与熄灭电压比优化前分别提高12.6%和5.6%。随着海拔高度上升,金具电晕放电电压下降,4 300 m海拔下起始电压与熄灭电压分别比0 m处下降31.0%、31.1%,可为高海拔线路金具设计与优化提供参考。     

330 kV输电线路均压环优化研究

通过有限元法建立均压环仿真计算模型,对4种不同管径以及2种不同曲率半径330kV交流输电线路均压环表面场强进行计算分析,在特高压户外试验场以及特高压交流试验基地环境气候实验室开展均压环可见电晕试验研究,获得不同结构型式均压环表面电场分布规律、结构优化试验对比结果以及不同海拔条件下均压环电晕起始电压特性曲线。研究结果表明,通过优化均压环管径以及曲率半径方法,可有效降低均压环表面电场强度,提高电晕起始和熄灭电压,推荐校正算式校正误差小于CB311．1—1997和IEC60071—2：1996所提方法,可为高海拔地区输电线路均压环选型及优化设计提供参考依据。     

500 kV输电线路跳线金具电晕放电特性

输电线路相邻耐张段导线之间一般采用跳线方式连接,跳线金具结构复杂,产生的电晕严重。为获得跳线金具的电晕放电特性,利用紫外成像仪对不同结构、安装数量及位置的500 kV输电线路跳线间隔棒进行试验,获得了间隔棒的起晕电压值;同时对间隔棒中的线夹结构进行试验,并利用有限元法计算其电场分布。分析结果表明,不同试验方法获得的金具电晕放电特性存在差异,实际应用中应根据工程需要及现场具体情况,选择合适的跳线金具。     

特高压交流线路金具常见电晕位置及串型优化

基于浙北—福州1000 kV特高压交流线路现场测试结果,研究了特高压交流线路金具的常见电晕问题.借鉴中国1000 kV特高压交流输电线路金具设计、制造、建设及运行经验,根据1000 kV特高压交流线路技术参数开展了悬垂串、耐张串和跳线串均压屏蔽环金具结构的优化设计工作,通过悬垂串的真型电晕及噪声测试进一步验证了金具的优...     

1000kV交流同塔双回输电线路刚性跳线电晕特性

1 000 kV特高压交流同塔双回输电线路由于电场间的相互影响,其电晕问题更为突出,根据示范工程开展的同塔双回耐张塔跳线及金具的电场计算结果,需要对跳线及其金具结构进行优化。为获得优化后的跳线及金具电晕放电特性,利用紫外成像仪对笼式和铝管式2类不同结构刚性跳线开展电晕特性试验研究,找出有明显电晕放电的跳线及金具,确定放电位置和电晕起始电压试验值。采用三维有限元方法建立仿真模型,计算场强,分析产生电晕的原因。研究结果不仅验证了电晕特性研究方法的有效性,同时表明优化后的跳线及金具能有效降低电场强度,防晕效果显著。根据研究成果,推荐采用的刚性跳线及配套连接金具满足特高压同塔双回输电线路的运行要求,已应用于示范工程的设计建设中。     

330 kV输电线路均压环优化研究

通过有限元法建立均压环仿真计算模型，对4种不同管径以及2种不同曲率半径330 kV交流输电线路均压环表面场强进行计算分析，在特高压户外试验场以及特高压交流试验基地环境气候实验室开展均压环可见电晕试验研究，获得不同结构型式均压环表面电场分布规律、结构优化试验对比结果以及不同海拔条件下均压环电晕起始电压特性曲线。研究结果表明，通过优化均压环管径以及曲率半径方法，可有效降低均压环表面电场强度，提高电晕起始和熄灭电压，推荐校正算式校正误差小于GB311.1-1997和IEC60071-2:1996所提方法，可为高海拔地区输电线路均压环选型及优化设计提供参考依据。     

改性MCM-41分子筛对阴离子偶氮染料的吸附作用机理

制备了改性介孔分子筛NH₃⁺-MCM-41,研究了其对阴离子偶氮染料甲基红的吸附效果。研究表明,通过氨基改性使介孔分子筛MCM-41表面电荷发生改变,从而利用静电吸附作用改善了脱除效果,使甲基红吸附率提高了1.1倍,达到90.4%。溶液pH值的改变会影响NH₃⁺-MCM-41的表面电荷,从而影响吸附效率,其最佳pH值为4。溶液中的杂质离子均会对吸附产生影响,当溶液中含有Cl^-、NO₃^-时,对吸附效果影响不大;而当溶液中含有CO₃^2-和HPO₄^2-等高价弱酸根离子时,对吸附效果影响很大,基本不吸附染料。此外,通过其吸附动力学研究发现,吸附过程中不符合准一级动力学模型,而较好符合准二级动力学,说明在该过程中存在化学吸附,这种化学吸附涉及吸附剂与吸附质之间的电子共用或电子转移。