铅铋合金上生长的阳极Pb(Ⅱ)膜的性质

应用交流伏安法、线性电位扫描法和电化学阻抗频谱法分别研究了铅和铅铋合金在4.5mol·L-1H2SO4溶液中以0.9V(vs.Hg/Hg2SO4)生长的阳极膜的性质,测得了阳极膜的阻抗实数部分随电位的变化曲线和阳极膜的生长速率。结果表明:铅和铅铋合金在0.9V下生长的阳极膜的主要组成为Pb(Ⅱ)(PbO PbO·PbSO4)和PbSO4。Pb和Pb 1.0%(w)Bi合金电极上Pb(Ⅱ)电量随膜生长的增长率分别为81.2mC·cm-2·h-1和61.8mC·cm-2·h-1,膜中PbO的电阻随膜生长时间的增长率分别为26.2Ω·cm2·h-1和19.2Ω·cm2·h-1。由此可见,在铅合金中添加铋,不仅可以降低阳极腐蚀层Pb(Ⅱ)氧化物的电阻,亦可较显著地抑制阳极Pb(Ⅱ)膜的生长,从而改善板栅/腐蚀层界面电阻和抑制铅合金的阳极腐蚀。     

气体火花开关电极烧蚀形貌研究

开展了不同放电条件下气体火花开关单次放电实验,研究发现表面电极材料喷溅程度随着峰值电流和传递电荷量增大而逐渐变大,电极表面形成的烧蚀坑熔融化越明显,凹坑直径越大。分别采用钼和钨作为开关电极材料,研究多次放电过程中气体火花开关电极烧蚀形貌的变化规律和电极烧蚀率。结果表明,Mo和W开关的电极烧蚀率分别为9.0×10-6g·C-1和5.0×10-6g·C-1。在放电过程中,烧蚀区域由电极中心扩宽至边缘,表面粗糙度逐渐增大,中心区烧蚀严重。Mo电极表面呈现大量宽裂纹以及少量粒径达30μm的突起颗粒;W电极表面形成的凹坑较小,裂纹较窄,突起颗粒较小。对比两种开关电极,Mo开关电极烧蚀率较大(9.0×10-6g·C-1),烧蚀较严重,表面呈明显熔融态;而W开关电极烧蚀率较小(5.0×10-6g·C-1),表面整体较平整。因此在长寿命应用等场合,可优先选用W作为电极材料,以减少电极烧蚀程度。     

质子交换膜表面聚苯胺的修饰及其性能

用恒电流方法将聚苯胺沉积在Nafion膜表面。分别用循环伏安和交流阻抗方法研究了聚苯胺修饰Nafion膜的甲醇渗透率和质子电导率。结果表明,Nafion膜的甲醇渗透率和质子电导率均因聚苯胺的修饰而降低,但前者降低幅度显著而后者较小。当沉积电量为0.48C·cm-2时,Nafion膜甲醇渗透率从(3.952×10-7)cm2·s-1降至(2.832×10-8)cm2·s-1,降低幅度超过一个数量级,而质子电导率只从(3.771×10-2)S·cm-1降到(2.681×10-2)S·cm-1。     

锡对铅锡合金阳极膜生成的影响

研究不同锡含量的铅锡合金电极在硫酸溶液中阳极膜的生成情况。高电位循环伏安和恒电位1 h后的线性电位扫描测试表明:Pb O2阳极膜的还原峰电流和还原电量均随着锡含量的增加而减小,第10次循环伏安扫描时,由含锡0%时的电流及电量10.62 m A和0.71m C降至含锡1.73%时的7.82 m A和0.52 m C;在恒电位1.5 V的线性电位扫描中,电流及电量由含0%锡时的0.95 m A和1.43×10-2m C下降至含1.73%锡时的0.61 m A和9.79×10-2m C。在恒电位0.9 V的线性电位扫描中,Pb O+Pb O·Pb SO4阳极膜的还原峰电流随着锡含量的增加而减小,由含0%锡时的0.62 m A减小至含1.73%锡时的0.13 m A;但含0.61%锡时的还原峰电量最大,可能与锡氧化物还原有关。随着锡含量增加,铅(Ⅱ)阳极膜的电导增强。SEM结果表明,添加锡可使电极上Pb O2膜的裂缝增加,并细化铅(Ⅱ)阳极膜。     

离子液体掺杂改性全氟磺酸复合膜的电导率

将三乙胺作用后的全氟磺酸离子膜(PFSA)与咪唑基离子液体进行掺杂改性,分别以甲醇及水为介质制备了复合膜A和B,采用交流阻抗法测定了膜的电导率,结果表明,当温度从30℃升至90℃时,含5%、10%、15%和20%离子液体的复合膜A的电导率为0.92×10~(-5)~3.52×10~(-5)S·cm~(-1),复合膜B的电导率为0.59×10~(-5)~2.38×10~(-5)S·cm~(-1),而PFSA的电导率为0.30×10~(-5)~1.21×10~(-5)S·cm~(-1),复合膜较PFSA膜的电导率增大2~3倍,膜的电导率随温度的升高而增大;测定了-25~0℃时PFSA及复合膜的电导率,由Arrhenius方程求解的复合膜A、B的活化能E为1.62~2.47 k J/mol。     

离子液体掺杂改牲全氟磺酸复合膜的电导率

将三乙胺作用后的全氟磺酸离子膜(PFSA)与咪唑基离子液体进行掺杂改性,分别以甲醇及水为介质制备了复合膜A和B,采用交流阻抗法测定了膜的电导率,结果表明,当温度从30℃升至90℃时,含5％、10％、15％和20％离子液体的复合膜A的电导率为0.92×10-5～ 3.52×10-5S·cm-1,复合膜B的电导率为0.59×10-5～ 2.38×10-5S·cm-1,而PFSA的电导率为0.30×10-5～ 1.21×10-5S·cm-1,复合膜较PFSA膜的电导率增大2～3倍,膜的电导率随温度的升高而增大;测定了-25～0℃时PFSA及复合膜的电导率,由Arrhenius方程求解的复合膜A、B的活化能E为1.62～2.47 kJ/mol.     

无汞碱性电池用电解MnO2的物化性能

研究了进口 (日本 )和国产 (湘潭 )两种无汞碱性电池用电解二氧化锰 (EMD)的一些物理化学性能。X射线衍射结果表明 ,两种EMD均属γ MnO2 。成分分析结果表明 ,两种EMD的成分除Fe外差别不大 :MnO2 均超过 90 % ;H2 O为5 %左右 ;Mo超过 2× 10 -4;As 1× 10 -4左右 ;Co和Ni为 1× 10 -5左右 ;Cu在 5× 10 -6左右。进口EMD的Fe含量为 4.7× 10 -5,国产的为 1.0 3× 10 -4。两种EMD的视密度、比表面积、粒径分布均存在差异 ;视密度分别为 2 .2 g/cm3 和 2 .5g/cm3 ;ZIA比表面积分别为 5 6.9m2 /g和 61.0 5m2 /g ,平均粒径分别为 0 .74μm和 0 .40 μm。     

便携式水体重金属离子浓度快速检测仪设计

为实现对现场水体环境中重金属离子浓度的快速检测,设计了一种基于电化学分析法的便携式重金属离子浓度快速检测仪。以STM32单片机为核心处理器,设计了扫描电压产生电路、恒电位电路、微电流检测单元等外围电路。对检测仪核心硬件电路恒电位电路和微电流检测单元进行分析测试,结果表明,硬件电路运行良好,设备稳定可靠。以铋膜修饰的丝网印刷电极作为传感器,采用差分脉冲阳极溶出伏安法对溶液中镉、铅离子进行标定实验,建立溶出伏安特性曲线。实验结果表明,系统采集到的溶出峰电流与重金属离子浓度具有良好的线性度,镉离子和铅离子线性相关系数分别达到0.994 5和0.997 8,且重复性良好。与原子吸收光谱法对比,相对误差最大为4.93%,表明检测仪较好的准确性。     

3,5-二氨基苯甲酸对铅酸蓄电池电化学性能影响的研究

本文选用3,5-二氨基苯甲酸和氧化铋作为电解液添加剂,实验发现在电解液中添加600～5.28×10-3～6.16×10-3 mol/L浓度的3,5-二氨基苯甲酸能够减少Pb（II）膜的生长,从而减缓电池出现早期容量损失;同时在电解液中添加0.16×10-3～0.22×10-3 mol/L浓度的铋离子能够提高合金的析氢过电位,减少电池在循环过程中的失水量,延长了电池的使用寿命。     

电动自行车用阀控式铅酸蓄电池(2)——电池循环寿命

利用线性电位扫描法研究了不同含Sn量对Pb -Sn电极在 0 9V(vs.Hg/Hg2 SO4 )时形成的阳极膜中Pb(Ⅱ)电量的影响 ,并研究了Pb -Ce电极在相同电位下形成的阳极膜中的Pb(Ⅱ)电量随时间的增长率。采用 6V -6Ah电池测定了由不同锡含量的铅合金制成正极板栅的电动车电池的放电特性 ,并采用 12V 12Ah电池测定了含RE(RE为含Ce合金 )的Pb -Ca-Sn板栅的电池寿命。结果表明 ,在合金中添加RE或适当提高Sn含量 ,有利于增进电池的深充放循环性能     

表面修饰活性炭的电容器电极

研究了聚苯胺修饰活性炭作为双电层超级电容器电极的电化学行为。利用苯胺在活性炭(AC)表面的吸附在位聚合所形成的聚苯胺(PAn)修饰层提高活性炭的电导率,改进活性炭的孔结构和孔径分布。还可以利用PAn自身的储能特性,提高双电层超级电容器(DLSCs)电极储能能力。经PAn表面修饰的活性炭电导率提高至7.6×10-2S·cm-1;比表面积由1045m2·g-1下降至729.3m2·g-1,但中孔分布比率增大,孔径分布更加平均,经充放电性能测试,放电比容量由31F·g-1提高至43F·g-1。     

镀锡、铋对铅钙锡合金阳极膜性能的影响

通过电化学沉积法在Pb-Ca-Sn合金表面镀锡、铋,采用叠加交流伏安法、线性电势扫描法、交流阻抗法等研究了其合金电极在硫酸溶液中生长的阳极膜性质。结果表明,经电镀表面处理的电极不但能够有效地抑制阳极膜中导电性差的Pb（Ⅱ）化合物的形成,促进PbO1＋x（0     

高安全长寿命LiNi_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2/Li_4Ti_5O_(12)电池的制备

研制以Li Ni_(1/3)Co_(1/3)Mn_(1/3)O_2、钛酸锂(Li_4Ti_5O_(12))分别为正、负极活性物质,25μm厚的聚乙烯为隔膜的方形(245 mm×160 mm×6 mm)12 Ah铝塑膜软包装锂离子电池。筛选电极材料、电解液配方,并通过优化工艺制作的电池在1.5~2.7 V充放电,在常温(25℃)下以4.00 C循环6 000次的容量保持率大于98%,且不胀气;以0.50 C放电,在高温(55℃)下的容量为常温时的108.2%;最高脉冲放电比功率为2 232 W/kg。5只100%SOC电池串联进行针刺测试,不起火、不爆炸。     

铅和铋在硫酸溶液中的析氢行为比较

采用气体收集实验、阴极极化曲线法及电化学阻抗法,研究了铅和铋电极在硫酸溶液中的析氢反应.相同电位下,铋电极上收集的氢气体积大于铅电极上的.铋电极上的析氢Tafel斜率为0.11 V,小于铅电极上的0.14 V;在-1.5 V时,铋电极上的析氢反应电阻为0.553 Ω·cm2,小于铅电极上的198 Ω·cm2.铋在铅酸电池负极中游离析出时,将加速电池的析氢反应.     

CO对PEMFC性能影响研究

天然气、甲醇等碳氢化合物重整制氢作为燃料正在应用到质子交换膜燃料电池领域。为系统地研究重整气中CO对质子交换膜燃料电池性能的影响,采用热压法自制膜电极,研究了CO浓度、催化剂种类、操作温度、增湿操作等因素对质子交换膜燃料电池性能的影响。实验结果表明:20×10~(-6) CO浓度即能使电池性能显著下降60%~70%;Pt Ru/C催化剂对抗CO中毒的能力较Pt/C催化剂有明显提升,在100×10~(-6) CO浓度下能使性能提高70%;提高工作温度能有效地改善阳极CO中毒状况,在50×10~(-6) CO浓度并加湿的条件下,当操作温度从80℃提高到120℃时电池性能可增加一倍。同时增湿操作有利于改进电池在低浓度CO下的发电性能。     

锂离子电池用锡铜合金负极的研究

采用电沉积、表面修饰及热处理合金化的方法制备了锡铜合金负极,并组成Li|1 mol/L LiPF6/EC DEC DMC(体积比1∶1∶1)|SnCu扣式电池,测试了电极的电化学循环稳定性。负极表面修饰后,虽然首次放电比容量由415 mAh/g下降为316 mAh/g,但50次循环后的容量保持率由41%提高到70%,电极的循环性能得到改善。     

活性炭物理参数对铅炭电池的影响

通过化学活化法制备不同比表面积、不同孔径分布的活性炭,并制备铅炭复合电极和铅炭电池。添加活性炭C4-5h、C5-5h和C6-5h(比表面积分别为:1 361.1 m~2/g、1 638.5 m~2/g和1 390.1 m~2/g,其中,C4-5h孔径分布比较集中,C5-5h和C6-5h孔径分布相对分散)的铅炭电池,在到达1.8 V的下限电压之前分别完成了35 843次、30 174次和25 500次循环。C4-5h可抑制Pb SO4晶体的积累长大,而C5-5h、C6-5h可缓解Pb SO4晶体在负极极板表面紧密堆积的问题。3种活性炭均可提高电池的循环性能。     

PEMFC双极板复合镀层的耐腐蚀和导电性能

采用真空电弧离子镀的方法在质子交换膜燃料电池(PEMFC)不锈钢双极板表面制备复合镀层,通过界面接触电阻研究镀层的导电性能.模拟燃料电池环境,研究镀层对双极板耐腐蚀性能的影响.316L不锈钢、Au/TiN和C/TiN镀层在1.5 MPa的压力下的界面接触电阻分别为30.33 mΩ·cm2、3.46 mΩ·cm2和4.54 mΩ·cm2;在模拟阴极环境下的腐蚀电流密度分别为5.12×10-7 A/cm2、1.24×10-8 A/cm2和1.36×10-8 A/cm2;在模拟阳极环境下的腐蚀电流密度分别为2.30×10-6 A/cm2、1.14×10-7 A/cm2和7.89×10-8 A/cm2.相较于不锈钢基材,Au/TiN和C/TiN镀层可提高双极板的导电性能和耐腐蚀能力.     

燃煤电厂超低排放机组重金属铅、砷排放特性

为研究超低排放改造后燃煤电厂重金属元素铅(Pb)和砷(As)的排放特性,采用美国环保部推荐的EPA Method 29方法,对机组选择性催化还原(SCR)脱硝系统前、电除尘器(ESP)前后和湿式电除尘器(WESP)前后的烟气进行平行取样分析,同时对入炉燃料、底渣、ESP灰、石灰石浆液、石膏和脱硫废水等进行了取样分析,然后通过质量平衡核算得到Pb、As在燃煤副产物中的分配比例以及迁移排放特性。结果表明:燃料中的Pb和As主要迁移到ESP灰和底渣中;ESP前颗粒态重金属是Pb和As在烟气中的主要存在形式,占比均达98%以上;污染物控制装置(APCDs)对Pb和As的协同脱除效率均达到99%以上,WESP出口Pb和As的质量浓度分别为2.71mg/m~3和0.18mg/m~3,排放因子分别为0.91×10~(-12) g/J和0.06×10~(-12) g/J。因此,该APCDs可以有效控制烟气中Pb和As的排放。     

GFAAS法测定LiMn2O4中的Pb和Cd

采用石墨炉原子吸收光谱法(GFAAs)测定锂离子电池正极材料LiMn2O4中杂质Pb和Cd的含量.探讨了HNO2浓度、Pb和Cd的灰化温度和原子化温度、基体改进剂对测定结果的影响.该方法的操作简单,准确度高,Pb的回收率为91.22%～93.75%,Cd的回收率为96.5%～108.6%;精密度好,两种元素测定的相对标准偏差RSD(n=lO)<5%.