石墨烯/聚苯胺复合阳极的制备及在MFC中的应用

采用化学氧化还原法制备高纯度石墨烯(GR),利用电化学修饰法得到石墨烯/聚苯胺(GR/PANI)膜阳极,采用红外光谱(FI-IR)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)对所制备复合电极进行了表征,采用循环伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)考察了复合电极的电化学性能。将GR/PANI膜阳极应用于固定床微生物燃料电池(MFC),考察了电池的产电性能。均匀地附着在石墨烯表面,GR/PANI膜电极具有良好可逆性,其电阻小、导电性良好。GR/PANI膜阳极应用于MFC,最大功率密度和开路电压分别为230.2 mW·m-2和834.6 mV,比未修饰阳极的最大功率密度和开路电压分别提高了110.6%和34.8%,GR/PANI膜阳极的表观内阻也由未修饰阳极的843.2Ω降低为469.4Ω,且电池启动时间大大缩短,产电稳定性增强。结果表明,GR/PANI复合物是一种优良的电极材料,GR/PANI膜阳极MFC具有良好的产电性能。     

石墨烯/聚苯胺复合阳极的制备及在MFC中的应用

采用化学氧化还原法制备高纯度石墨烯（GR）,利用电化学修饰法得到石墨烯/聚苯胺（GR/PANI）膜阳极,采用红外光谱（FI-IR）、X射线衍射（XRD）、场发射扫描电镜（FESEM）对所制备复合电极进行了表征,采用循环伏安法（CV）、交流阻抗法（EIS）考察了复合电极的电化学性能。将GR/PANI膜阳极应用于固定床微生物燃料电池（MFC）,考察了电池的产电性能。均匀地附着在石墨烯表面,GR/PANI膜电极具有良好可逆性,其电阻小、导电性良好。GR/PANI膜阳极应用于MFC,最大功率密度和开路电压分别为230.2 mW·m^-2和834.6 mV,比未修饰阳极的最大功率密度和开路电压分别提高了110.6%和34.8%,GR/PANI膜阳极的表观内阻也由未修饰阳极的843.2Ω降低为469.4 Ω,且电池启动时间大大缩短,产电稳定性增强。结果表明,GR/PANI复合物是一种优良的电极材料,GR/PANI膜阳极MFC具有良好的产电性能。     

PEDOT/MWCNTs复合阳极的制备及在MFC中的应用

采用循环伏安法制备聚3,4-乙烯二氧噻吩/多壁碳纳米管(PEDOT/MWCNTs)导电复合物修饰石墨棒阳极,并应用于厌氧流化床微生物燃料电池(AFBMFC)中以考察其产电性能。采用场发射扫描电镜(FESEM)观察复合阳极的表面形貌及断面结构,并用循环伏安法(CV)和交流阻抗法(EIS)测试了碳纳米管加入前后修饰电极的电化学性能变化。结果表明,复合阳极在MFC中运行时,其最大输出功率密度达到217 mW·m^-2,比未加碳纳米管的PEDOT修饰电极提高30%;相应的开路电压为837.8 mV,运行3 d后污水COD去除率达到96.4%,说明在液固流化床对传质的强化作用下,复合阳极在AFBMFC中具有良好的产电性能和污水处理效果,其中碳纳米管的加入在一定程度上提高了复合阳极的导电性及改善了微生物的附着情况。     

SOFC复合阳极中的Cu在CeO2表面上沉积的密度泛函研究

对固体氧化物燃料电池中的Cu-CeO2/YSZ复合阳极中的Cu在CeO2表面上沉积进行了密度泛函研究。Cu在CeO2的高对称性(101 0)表面的生长,首先键合于表面悬挂键或者表面成键轨道上,经过一次重排,表面的Cu层逐渐开始紊乱,变得凹凸不平并最终生长为三维团簇。对于(112 0)面,Cu初始只能键合于CeO2表面的悬挂键,然后生长为不规则的之字形结构、二维条带、二维岛并最终生长为扁平的团簇。Cu与CeO2之间存在很强的作用,在同一个吸附量下,有时可能存在多种构型,其活化能一般很低,沉积的Cu可在这些构型间来回迁移。很多位于CeO2 101 0))和(112 0)表面的Cu都带有略微的正价态,为可能的活性相,这些带正电荷的Cu有助于对燃料气的络合活化。     

铝在磷酸体系中复合阳极氧化研究

在磷酸介质中加入亚微米级Ａｌ２Ｏ３难溶性粉体,对铝进行复合阳极氧化结果表明,Ａｌ２Ｏ３难溶性粉体的加入使铝阳极氧化膜厚度提高了４５％,显微硬度提高了７０％以上,耐ＮａＯＨ腐蚀性能提高了一倍以上。阴离子型表面活性剂和两性型表面活性剂对复合阳极氧化效果降低。文中对复合阳极氧化过程进行了相应的讨论。     

原位双金属纳米颗粒YST复合阳极的构筑及其直接碳催化性能研究

研究了原位Cu析出和CuCo双金属析出的钇掺杂钛酸锶(YST)材料在作为直接碳燃料电池(DC-SOFCs)阳极时的结构及性能。首先采用燃烧法制备系列Co掺杂的Y_0.08Sr_0.92Ti_0.9-xCu_0.1Co_xO_3-δ(x=0,0.1,0.2,0.3)阳极材料。通过XRD、SEM、TEM等表征材料微观结构,结果表明Co掺杂量达到0.2时,氢气还原后的阳极材料析出均匀分布的CuCo双金属纳米颗粒。电导率测试表明CuCo双金属纳米颗粒有效提高了材料的电导率。CO氛围下的阻抗测试表明,析出CuCo双金属纳米颗粒的Co0.2阳极材料具有最小的极化阻抗,催化活性优于其他阳极材料,以其作为阳极的电池在800℃和碳为燃料时,最大功率密度可达591 mW·cm^-2,且具有良好的稳定性,是一种优异的DC-SOFC阳极材料。     

多孔火山岩制备新型复合阳极材耦合微生物燃料电池电化学强化废水脱氮除磷

本研究在污泥生物炭中掺杂氮,经高温灼烧后利用PVDF附着在粗糙多孔的火山岩表面,实现对微生物燃料电池(MFC)中阳极材料的改性,并使用普通未有氮掺杂的活性炭作为对照组的阳极材料。制备的氮掺杂的阳极材料具有良好的生物附着性、较大的电化学反应活性面积。改性后的MFC在稳定运行一段时间后,其周期内最高输出电压达到0.666 V,最大输出功率密度达到0.13 W/m2。氮掺杂污泥生物炭改性后的阳极材料辅助MFC开展模拟有机废水的处理,化学需氧量(COD)、氨氮(NH4+-N)、总磷(TP)的去除效率分别为87.1%、77.7%和93.5%。研究结果表明采用氮掺杂污泥生物炭的火山岩辅助MFC,不仅具有良好的产电性能,对有机废水中处理中也表现出优异的处理效果,该研究利用污泥和火山岩大大降低了阳极材料的制备成本,增加了微生物的附着面积,提高了MFC的产电性能,应用前景广阔。     

海泥电池Fe_3O_4/PANI复合阳极制备及电化学性能

由FeCl2、FeCl3、樟脑磺酸及苯胺合成Fe3O4/PANI,将Fe3O4/PANI粉末与碳粉按1∶1混合均匀,同聚四氟乙烯乳液调和后,压涂在石磨电极表面,制成Fe3O4/PANI复合阳极并测试其电化学性能。结果表明,改性后阳极表面细菌附着数量提高2倍多,有利于细菌附着。复合阳极抗极化性能明显提高,动力学活性明显增强,电流密度增加,最大功率密度提高到300 mW/m2。该复合阳极可望用于海泥电池的应用开发研究。     

以干甲烷为燃料的SOFC阳极反应及材料的研究进展

描述了在固体氧化物燃料电池 (SOFC) 阳极上可能发生的化学反应及电化学反应,以及以干甲烷为燃料气时阳极上的反应机制.介绍了目前主要的 SOFC 阳极材料,即Ni基材料、Cu基材料及CeO2基氧化物的特点及研究进展.     

甲烷直接制备甲醇的研究与展望

研究了甲烷直接制备甲醇的方法,工业中甲烷制备甲醇还是在高温条件下,对在低温温和的条件下甲烷制备甲醇进行了总结。并对使用电催化方法的甲烷制备甲醇进行了研究和讨论。     

硬模板法制备固体氧化物燃料电池复合阳极GDC–SrMoO_4–YSZ

以活性炭纤维为模板,用硬模板法合成钙钛矿材料Sr Mo O_4,并在Sr Mo O_4阳极上浸渍Gd_(0.2)Ce_(0.8)O_(1.9)(GDC),制备出GDC–Sr Mo O_4–YSZ复合阳极。分别以Sr Mo O_4–YSZ和GDC–Sr Mo O_4–YSZ为阳极,制备了固体氧化物燃料单电池,并测试了其电性能。探究了不同浸渍次序下,阳极的材料组成对电池发电性能的影响。结果表明,以CH4为燃料,工作温度为800℃时,Sr Mo O_4中浸渍GDC质量分数为50%,Sr Mo O_4与YSZ质量比为5:5的阳极材料,最大功率密度为317.15 m W/cm~2;Sr Mo O_4–YSZ中GDC浸渍量为50%时,单电池性能最佳,最大功率达到361.01 m W/cm~2。     

直接微生物燃料电池阴极的制备及优化

研究了直接微生物燃料电池阴极的制备方法,考察了制备过程中的主要影响因素,并通过功率密度曲线及伏安曲线对不同条件下制备的阴极性能进行了评价. 结果表明,防渗层中聚四氟乙烯含量、催化层中Nafion含量及整平层碳含量对阴极性能均有较大影响,当聚四氟乙烯浓度为30%及Nafion含量为2.8 mL、碳含量为0.18 g时,阴极性能最好,此时微生物燃料电池的输出功率密度为357 mW/m2, COD去除率达到90%.     

工艺参数对Al/Pb复合阳极电化学性能的影响

在甲基磺酸铅电解液中制备了Al/Pb复合阳极,并研究了温度和电流密度对其电化学性能的影响。结果表明:随着温度的升高,Al/Pb复合阳极的腐蚀速率增大;随着电流密度的增大,Al/Pb复合阳极的腐蚀速率降低。     

海泥电池Fe3O4/PANI复合阳极制备及电化学性能

由FeCl2、FeCl3、樟脑磺酸及苯胺合成Fe3O4/PANI,将Fe3O4/PANI粉末与碳粉按1∶1混合均匀,同聚四氟乙烯乳液调和后,压涂在石磨电极表面,制成Fe3O4/PANI复合阳极并测试其电化学性能。结果表明,改性后阳极表面细菌附着数量提高2倍多,有利于细菌附着。复合阳极抗极化性能明显提高,动力学活性明显增强,电流密度增加,最大功率密度提高到300 mW/m2。该复合阳极可望用于海泥电池的应用开发研究。     

应用复极式电槽制备过氧化氢

一、前言电解过硫酸(铵)法制过氧化氢基本步骤是,硫酸、硫酸铵配成电解液,经过电解在阳极室得到H_2O_2的中间产物——过硫酸铵及氢。(NH_4)_2SO_4+H_2SO_4→(NH_4)_2S_2O_3+H_2↑(1) 过硫酸铵再经水解蒸馏得H_2O_2。(NH_4)_2S_2O_3+2H_2O→(NH_4)_2SO_4+ H_2SO_4+H_2O_2(2)作为电解液的硫酸、硫按经净化后重复使用,理论上是不消耗的,因而整个生产工艺实际原料是水,主要是能源的消耗。     

硝基甲烷的制备研究

以硫酸二甲酯与亚硝酸钠为原料合成硝基甲烷，对现有工艺方法进行了改进，收率超过文献值，是一种简单实用的合成工艺方法。     

直接微生物燃料电池的构建及初步研究

利用Geobacter metallireducens能够以Fe(OH)3固体作电子受体进行呼吸的特性,用其构建直接微生物燃料电池,初步考察了产电情况和产电原理. 实验证明,Geobacter metallireducens直接微生物燃料电池的电能产出主要依赖于吸附在电极上的细菌. 燃料醋酸钠可以完全氧化至CO2,反应结束后其浓度低于检测下限(<10 mmol/L). 电子回收率达80%,电流密度达704.4 mA/m2.     

不同燃料SOFC的理论电池电动势及其性能

以NH₃以及3% H₂O增湿的H₂、CH₄、C₃H₈和煤炭地下气化(underground coal gasification,UCG)气为燃料,用最小Gibbs自由能法计算平衡气体组分和理论电池电动势,并测试在NiO-GDC‖GDC‖Ba_0.9Co_0.7Fe_0.2Nb_0.1O_3-δ(B_0.9CFN)阳极支撑固体氧化物燃料电池(SOFC)中的电池开路电压、电池性能和长期稳定性。结果表明,以上述气体作燃料的SOFC热力学计算理论电动势均高于1.05 V,而由于GDC电解质在还原气氛下存在电子电导,导致碳氢燃料在NiO-GDC‖GDC‖B_0.9CFN阳极支撑电池中的开路电压略小。中低温下,碳氢燃料相对缓慢的动力学过程和GDC电解质快速的氧离子传输速率,使得以UCG气、CH₄和C₃H₈为燃料的电池实际积炭比理论预测少。以UCG气为燃料的SOFC在500、550、600和650℃的最高功率密度分别高达0.151、0.299、0.537和0.729 W·cm^-2,在0.6 V恒压放电120 h后性能没有明显衰减,且阳极表面无积炭产生,表明直接UCG气SOFC具有广阔的应用前景。     

硝基甲烷的应用及制备

介绍了硝基甲烷的性质及其在精细化工中应用，结合生产方法现状、提出未来硝基甲烷的合成朝着绿色化、增加产率的方向发展。