双膜三室同槽电解金属锰和微粒电解二氧化锰的控制因素

采用双膜三室电解法同槽电解金属锰和微粒电解二氧化锰,同时中隔室回收硫酸。分别研究了Mn~(2+)浓度、电流密度、电解温度、阴极(NH_4)_2SO_4浓度、阳极H_2SO_4浓度对电沉积效果的影响。结果表明:在阴极Mn~(2+)浓度40 g/L、初始pH=6.9、(NH_4)_2SO_4浓度110 g/L、电流密度400 A/m~2,阳极Mn~(2+)浓度40 g/L、H_2SO_4浓度2.5 mol/L、电流密度800 A/m~2,极间距90 mm,电解温度45℃,电解时间5 h条件下,阴极电流效率可达77.53%,能耗为6 725.28 kW·h/t,阳极电流效率可达84.87%,能耗为3 883.91 kW·h/t,酸回收率达到63.2%。阴极产品金属锰表面光滑平整,晶粒为块状,呈层状堆积,阳极产物微粒电解二氧化锰颗粒细小,粒径分布均匀,有较规则的晶体形貌。     

离子膜电解法电沉积回收硫酸镍体系中金属镍的实验研究

以H2SO4/NiSO4作为研究对象,采用离子膜电积技术提取金属镍。研究Ni~(2+)浓度、电流密度、温度、添加剂等因素对膜电积效果的影响。结果表明:在Ni~(2+)浓度50g/L、硼酸浓度20g/L、pH=4.9、温度50℃、电流密度350A/m2、极间距30mm、1,4-丁炔二醇0.2g/L的条件下,阴极电流效率达89.87%,酸回收率为62.05%,电积能耗为6587kW·h/t。     

双极膜电渗析制备琥珀酸

采用三室型双极膜电渗析从琥珀酸钠制备琥珀酸,考察了电流大小对电渗析过程中操作电压、琥珀酸浓度、电流效率和能耗等技术指标的影响.在2.0 A的最佳操作电流下,对1 L浓度为0.5 mol/L的琥珀酸钠进行处理.实验结果表明:产生的琥珀酸质量浓度可达52.55 g/L,平均能耗为3.24 kW·h/kg,电流效率可达88%.     

操作条件对双极膜电渗析性能和膜污染的影响

采用正交试验设计法研究双极膜电渗析处理味精等电母液时的过程性能和膜污染,连续5批试验,考察了操作电流、流速、温度和酸室初始浓度对电渗析性能(硫酸根的平均再生率、能耗总和)和膜污染(膜湿重及能耗增加量)的影响.通过极差分析和方差分析确定操作电流是极显著影响因素,流速和温度是显著影响因素.其最佳操作条件为电流4.0 A,流速10cm/s,温度35℃,酸室初始浓度0.05 mol/L.     

双极膜电渗析法脱除脱碳有机胺中热稳定性盐

采用二隔室双极膜电渗析设备对含有甲酸胺热稳定性盐的乙醇胺溶液进行再生,考察了电压、料液流量、酸室硫酸钠质量和温度对甲酸根脱除率、乙醇胺损失率、单位能耗和电流效率的影响,获得了最优实验操作参数为膜对电压1.7 V、料液流量25 L/h、酸室硫酸钠质量0.4 g、温度为常温;在优化实验条件下,甲酸根脱除率可达77.52%、乙醇胺损失率1.68%、单位能耗280.32 kJ/mol、电流效率52.39%.利用双极膜水解离化学反应模型和电压-流率模型对实验机理进行了初步推导,结果表明,其甲酸根脱除率随电压和料液流量增大而增大、随酸室硫酸钠质量增加先增大后减小,温度对甲酸根脱除率的影响则很小,此结果与实验现象吻合良好.     

槽边循环电解法回收电镀废水中Ni的研究

对槽边循环电解法回收电镀废水中Ni进行了分阶段实验研究,包括小型试验、扩大试验以及系统扩大试验。试验结果表明,适合工业生产中使用的操作条件如下:Ni离子浓度可在0.5～2.5g/L变化,电流密度40～80 A/m2,槽电压3～6 V,pH=4.5～5.5;当Ni离子浓度保持在1.0～2.5g/L,若连续操作电流密度采用100～150 A/m2,则电流效率仍大于40%;若从高浓度操作到低浓度,每次回收到0.5 g/L,电流密度应取40～80 A/m2,操作10次后,可回收到使浓度小于0.1 g/L,弃掉,则回收槽的回收率大于99%;由3类不同规模试验的对比中可以看出,在相同条件下,电流效率几乎相等。研究表明,采用槽边循环电解法回收电镀废水中的Ni是完全可行的,且可保证较高回收效率。     

膜电解法制备纯氯化镍溶液的研究

介绍了以金属镍板为原料采用膜电解法制备纯氯化镍溶液的工艺.研究了电流密度、温度、极距、膜支撑方式等对电解制备氯化镍溶液过程的影响,并进行了长时间连续运行扩大试验.在电流密度为400A/m2,极距为18mm,膜靠向阴极的条件下电解,电流效率大于96%,平均槽电压小于2.3V,电溶1t镍的能耗小于2170kW.h,得到的纯氯化镍溶液pH约为5,Ni2 浓度大于80g/L;膜对镍的截留率大于99.5%.     

双极膜电渗析由葡萄糖酸钠制备葡萄糖酸的实验研究

采用装配自产双极膜和阳膜的两隔室双极膜电渗析装置,研究了将10%(质量分数)葡萄糖酸钠溶夜转化为葡萄糖酸的实验过程.双极膜电渗析过程可使葡萄糖酸钠溶液电导率降低到3mS/cm,实现超过95%转化率;随着料液中葡萄糖酸钠浓度的逐渐降低,电流密度、电流效率、产酸量均逐渐下降,而产酸能耗逐渐升高.随着膜对电压的升高,电流密度和产酸量均增加,产酸能耗也增加;膜对电压分别为1.3、1.5和1.8V时对应的电流密度为206、278和340A/m~2,对应的产酸量为56、73和98 mol/(m~2·h),对应的产酸直流能耗为48、55和62kW·h/kmol;膜对电压的升高导致了较低的资本支出和较高的运营支出,最佳的膜对电压取决于总支出的最小化;当采用膜对电压为1.5V时第1年的总支出最小,但随后年份中膜对电压1.3V时的总支出最小.     

均相电渗析膜堆淡化性能测试与分析

为了进行均相电渗析测试分析以及设计选型需要,采用国产均相电渗析TRHE-JACM-5W-12060/100膜堆,通过装配自控式中试实验机,测试不同盐、不同电流及电压、不同流速状态下的单程脱盐率,计算出相应的电流效率及吨水能耗,并得出了膜堆的脱盐基本规律.低浓度淡化均相电渗析膜堆的单程脱盐率随着进水盐含量的降低而升高;随着电流密度的增加而升高;随着膜表面流速的降低而升高;与进水盐种类也有关,基本的脱盐率大小规律为:NaClNa_2SO_4(NH_4)_2SO_4NaCl+Na_2SO_4NaCl+MgSO_4NH_4ClNaHCO_3MgSO_4.以3 000 mg/L的NaCl为原料液,膜表面流速为4 cm/s,平均每对跨膜电压为0.5 V时,电流密度可以达到0.5 A/m~2,单程脱盐率可以达到32%,本体直流能耗为0.23 kW·h/m~3;当平均每对跨膜电压为0.8 V时,单程脱盐率可以达到55%,本体直流能耗为0.7 kW·h/m~3.     

羧甲基纤维素-壳聚糖双极膜的制备及其在电合成高铁酸盐中的应用

分别采用戊二醛和三价铁离子改性壳聚糖和羧甲基纤维素,制备了CS-CMC聚合物双极膜,并被用于电解法制备水处理剂高铁酸盐.经IR分析表明,该聚合物膜两极分别含有N CHR、—COO—官能团.CS-CMC双极膜的溶胀率较小,能稳定存在于浓酸、浓碱溶液中.在电极上迭加变频不对称脉冲方波可及时去除阳极表面的氧化膜.在14 mol/L的NaOH溶液中,室温下以5 mA/cm2的电流密度、脉冲方波频率2 Hz,电解6 h,电流效率平均为51.27%,高铁酸盐浓度达到37 mmol/L.     

可用于锂离子电池的新型锂盐:LiODFB

介绍一种新型的可用于锂离子电池的锂盐:LiODFB(lithium oxalyldifluoroborate).LiODFB独特的化学结构,使其结合了双乙二酸硼酸锂(LiBOB)及四氟硼酸锂(LiBF4)的优势.与LiBOB相比,LiODFB在碳酸酯中的溶解性和溶剂的黏度有了明显改善,从而使锂离子电池具有更好的低温性能和倍率放电性能.而与LiBF4相比,LiODFB能促进稳定固态电解液界面(solid electrolyte interface,SEI)的形成,改善了锂离子电池的高温性能.该种新型锂盐还具有以下优点:与金属锂的化学稳定性好,在高电位下能够很好地使铝箔得到钝化和提高锂离子电池安全性能及抗过充的能力.这些性能使得LiODFB成为一种极有可能替代LiPF6的新型锂盐.     

锂离子二次电池负极用碳材料及其储锂机理

碳和石墨用作锂离子二次电池的负极,其性能很大程度上取决于碳、石墨负极材料的微结构和结晶度。介绍了负极碳材料及其储锂机理,并对今后的发展进行了展望。     

模拟导弹制导约束系统实现锂全电池中锂金属的高效利用

金属锂的有效利用是实现锂金属全电池高安全性和高能量密度应用的关键.本文中,我们报道了一种仅含20%过量锂且可逆性和库仑效率显着提高的锂金属全电池.我们通过设计巧妙的模拟导弹制导约束系统(SMGCS),构建兼容的亲锂银位点和硝酸盐层来引导和限制锂的沉积.银位点充当有效的锂沉积位点,吸引锂离子,引导锂的初始成核.生成的硝酸...     

次灵敏线火焰原子吸收光谱法测定磷酸铁锂中的锂含量

以锂的次灵敏线323．3nm为分析谱线,采用火焰原子吸收光谱法测定磷酸铁锂中的高含量锂。通过研究酸介质、消电离剂和基体离子对锂测定的影响,以及进行共存离子干扰实验发现：在2％的硝酸介质中方法的灵敏度最佳;在标准溶液中加入基体离子,可以消除基体对锂测定的干扰;常见共存离子不干扰锂的测定。在优化的实验条件下,锂的检测线性范围为4—140μg·mL-1,检出限（30-）为2．0肛g·mL-1,对20．0μg·mL-1的锂标准溶液连续测定11次,其RSD为0．05％。方法简便、快速、准确,检测线性范围广,避免了稀释操作带来的误差,可用于高含量锂的直接测定;方法用于磷酸铁锂样品测定,回收率在92PTe～103．7％之间,相对标准偏差（n=7）在1．04％～1．16％之间。     

金属锂负极的关键技术与研究进展

综述了近几年科研工作者基于金属锂负极本身的改性的最新研究进展。金属锂的理论质量比容量达3860 mAh/g,密度为0.534 g/cm^3,标准还原电位为-3.045 V,这些优势使得金属锂成为下一代理想的锂二次电池(如锂硫、锂空气电池等)的负极材料。然而,锂离子的不均匀沉积导致的锂枝晶生长、体积膨胀及其随之带来的电池安全隐患和循环寿命的降低等缺陷严重困扰着金属锂电池的发展。本文从机械地增加锂负极的表面积、锂合金负极及混合锂负极、锂负极表面层以及二维三维基底四个方面对金属锂负极的改性进行分析。最后提出要实现金属锂电池的产业化,应从解决锂枝晶和体积膨胀两个方面,通过结合不同改性方法进行研究探索。     

Systematic hardness studies on lithium niobate crystals

In view of discrepancies in the available information on the hardness of lithium niobate, a systematic study of the hardness has been carried out. Measurements have been made on two pure lithium niobate crystals with different growth origins, and a Fe-doped sample. The problem of load variation of hardness is examined in detail. The true hardness of LiNbO₃ is found to be 630 ± 30 kg/mm². The Fe-doped crystal has a larger hardness of 750 ± 50 kg/mm².     

全固态锂离子电池中金属锂负极界面优化改性研究

以共聚物PEDOT-co-PEG作为锂金属阳极的表面改性层,采用磷酸铁锂复合阳极和“石榴石型”物质以及聚合氧乙烷聚合物组成的固体电解质制备了全固态锂离子电池。采用SEM分析了锂金属充电-放电反复操作后的形态学改变;采用电化学组抗谱试验研究了改性后的锂金属以及复合固体电解质接触面的稳定性并对全固态锂离子电池的充电-放电性能和界面稳定性进行了研究。结果表明,未改性的锂金属在固态电池充电-放电过程中会生成锂枝晶,从而导致全固态锂离子电池的高电流密度容量快速衰变;“石榴石型”物质以及聚合氧乙烷聚合物组成的固体电解质与改性后的金属锂具有良好的接触面,从而扼制锂枝晶的形成,提高全固态锂离子电池的机械性能;在PEDOT-co-PEG共聚物改性锂金属后,全固态锂离子电池的平稳性显著提高,且容量减弱放缓。     

Chemical routes toward long-lasting lithium/sulfur cells

Lithium/sulfur (Li/S) cells have great potential to become mainstream secondary batteries due to their ultra-high theoretical specific energy. The major challenge for Li/S cells is the unstable cycling performance caused by the sulfur’s insulating nature and the high-solubility of the intermediate polysulfide products. Several years of efforts to develop various fancy carbon nanostructures, trying to physically encapsulate the polysulfides, did not yet push the cell’s cycle life long enough to compete with current Li ion cells. The focus of this review is on the recent progress in chemical bonding strategy for trapping polysulfides through employing functional groups and additives in carbon matrix. Research results on understanding the working mechanism of chemical interaction between polysulfides and functional groups (e.g. O–, B–, N–and S–) in carbon matrix, metal-based additives, or polymer additives during charge/discharge are discussed.

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磷酸铁锂正极材料改性研究进展

磷酸铁锂(LiFePO4)是绿色环保的锂离子动力电池正极材料。但由于材料自身电子和离子传导率差、堆积密度低等缺点,限制了其实际应用。综述了对磷酸铁锂材料改性研究的最新进展,并预测今后的发展方向。