气压及孔隙率对锂-空气电池放电特性的影响

建立二维瞬态有机电解质锂-空气电池数学模型,对电荷守恒方程、电极反应动力学方程和传质方程进行耦合,研究气压及多孔电极渐变孔隙率对电池放电性能的影响。在电流密度为0. 1 m A/cm~2的放电条件下,电池比容量随着气压增大而增大,生成物在多孔电极内部的分布更均匀。多孔电极使用渐变孔隙率,氧气更容易进入电极内部,为反应提供较大的空间来容纳沉积物过氧化锂。渐变孔隙率多孔电极电池的比容量增加到1 580 m Ah/g,常规孔隙率电池为720 m Ah/g。     

不同电极结构对DBD降解亚甲基蓝废水的影响

文中采用介质阻挡放电（DBD）等离子体技术，分别以20、80、150、200目铜网以及铜片为电极，通过考察亚甲基蓝的降解率、一级反应动力学常数k、pH值、电导率以及COD值；研究了不同电极结构对介质阻挡放电降解亚甲基蓝染料废水的影响。并结合气体放电理论对不同电极结构下介质阻挡放电的等离子体形成机制进行了分析。研究结果发现：电极结构的变化会影响亚甲基蓝染料废水的降解效果；随着铜网电极目数的增加，铜网铜线密度的增加，等离子体放电由离散型向类弥散型过度，等离子体的均匀性增加，亚甲基蓝的降解率增加。一级反应动力学常数k也增加，单位时间内亚甲基蓝的降解速率增加；溶液的pH值更小，电导率更大，溶液COD值更小，对亚甲基蓝的降解效果更好。同等条件下，铜片电极对亚甲基蓝的降解效果优于铜网电极的降解效果。     

磷酸铁锂电池充放电过程中的热性能

采用电化学-量热法对磷酸铁锂电池在30℃不同倍率下充放电过程中的电参数、热流进行精确测量,研究其热性能.结果表明:电池0.2 C充电和放电初始阶段的热流缓慢增大,而0.5 C和1C充放电初始阶段的热流快速增大;电池充电和放电过程中的热流、产热量随着充放电倍率的升高而增大.根据电池0.2 C,0.5 C,1C充放电过程中的电流、热流和时间数据计算得到电池充放电过程的产热量、电极反应物质的量,从而计算出电池0.2 C充电和放电过程电极反应的△rSm分别为-7.074和7.266 J/mol·K.     

磷酸浓度与温度对Pt/C催化氧还原反应的影响

采用旋转圆盘电极分析技术分析高温质子交换膜燃料电池中磷酸浓度和温度对Pt/C催化氧还原反应的影响。Pt/C催化氧还原反应的动力学电流密度和扩散极限电流密度随着磷酸浓度的增加逐渐减小,当磷酸浓度增至100%时,电流密度降为0,氧还原催化过程完全被抑制;而磷酸温度的升高则会使电流密度有所增加,但增量很小,不能满足实际应用的需要。磷酸浓度的增加对Pt/C催化氧还原反应具有严重的抑制作用,而温度变化的影响有限。     

离聚物含量对质子交换膜燃料电池性能的影响

离聚物含量是构建质子交换膜燃料电池催化层三相反应界面的关键参数，为研究其对膜电极性能的影响，制备了不同I/C比(离聚物与碳载体质量比值)的膜电极，并进行了电极极化性能、敏感性和交流阻抗测试。结果表明：低I/C比(<0.4)或高I/C比(>1.0)时，膜电极均会因为较高的传质极化或浓差极化而导致电极性能较差；而I/C比在0.4～1.0范围内，不同工作条件下存在最佳的I/C比值，且更高的I/C比通常会导致更低的膜电极性能衰减。该研究结果对于膜电极开发过程中催化层结构优化设计具有重要意义。     

高压脉冲放电等离子体溶液中苯酚的降解

为了满足有机物难生化降解的特殊处理要求,研究建立了多针-板电极形式的高压脉冲放电等离子体体系,以苯酚作目标物,考察该体系中影响苯酚降解的因素并分析了降解产物。结果表明,脉冲放电等离子体体系对苯酚废水的降解效果明显,苯酚降解的中间产物主要有邻苯酚二酚、对苯二酚、对苯醌和间苯二酚;在相同脉冲电压下,电极间距、曝气量和溶液的电导率等因素对苯酚降解效果有影响,溶液初始pH值影响很小;在脉冲电压20kV、脉冲频率50 Hz、电极间距15 mm、pH6.4、电导率10 mS/m、初始质量浓度100 mg/L、水样循环流量100 mL/min的实验条件下,反应体系放电60min对苯酚降解率可达86.2%。     

硼胺络合物/环氧树脂体系固化反应机理及其动力学的研究

本文应用IR和DSC研究了含有■硼杂环的硼胺络合物与环氧树脂体系的固化反应机理和固化反应动力学。结果表明：固化反应首先是这种硼胺络合物与体系中的羟基形成含氢质子给予体的配位络合物，然后由此引发环氧树脂中的环氧基进行阳离子开环聚合反应，形成聚醚交联网络结构。整个固化反应过程遵循准一级动力学方程。     

异丙醇在 Pt 微盘电极上的电化学氧化

采用微电极伏安技术,研究异丙醇在Ｐｔ微盘电极（ｒｄ＝１０μｍ）上氧化的稳态和暂态的电化学行为,得出一系列重要的动力学参数：异丙醇氧化反应的反应电子数ｎ为１．９５,扩散系数Ｄ为３．２２×１０－５ｃｍ２／ｓ,传递系数β值为０．１２,电极体系的交换电流密度Ｊ０为３．０×１０－４Ａ／ｃｍ２,标准速度常数Ｋｓ为１．６０×１０－４ｃｍ／ｓ。由计算结果我们可以推测,异丙醇在Ｐｔ微盘电极上酸性水溶液体系中的氧化过程由稳态传质扩散及电化学极化联合控制,其中,异丙醇分子到电极表面的扩散吸附为快速步骤,吸附的异丙醇分子在电极表面脱氢为慢步骤;异丙醇在Ｐｔ微盘电极上的电化学氧化为异丙醇脱氢生成丙酮的２电子转移反应,并由此推测其可能的反应途径。     

电极用纳米Ag2O的电化学阻抗行为

用电化学阻抗技术(EIS)对具有不同粒径分布组成的氧化银电极进行了研究.通过建立合理的模拟等效电路,解析了各测试电极间电化学性能的差异.在充放电循环过程中,具有合适配比的混配电极A非法拉第电荷消耗减少,电极的传质传荷性能明显优于传统电极C和纯纳米粒子组成电极F,展示出可逆电极的电化学行为.通过对动电位阻抗谱的解析,发现电极反应经历了4个明显的动力学过程,对不同组成电极的动力学可控程度有了大致了解.     

硼胺络合物／环氧脂体系固化反应机理及其动力学的研究

本文应用ＩＲ和ＤＳＣ研究了含有恶硼杂环的硼胺络合环氧树脂体系的固化反应机理和固化反应动力学。结果表明；固化反应首先是这种硼胺络合物与体系中的羟基形成含氢质子给予体的配位络合物，然后由此引发环氧树脂中的环氧基进行阳离子开环聚合反应，形成聚醚交联网络结构。整个固化瓜过程逆循准一级动力学方程。     

pH值对钙钛矿催化剂结构和性能的影响

在溶胶凝胶法的基础上,通过提高初始溶液pH值的方法,制备了纳米级的钙钛矿催化剂,采用了X射线衍射法(XRD)、透射电子显微镜法(TEM)对催化剂的物相进行了表征;用此催化剂制作了双功能氧电极,并采用电化学极化曲线、交流阻抗谱、充放电性能测试对其进行了分析。结果表明,随着初始溶液pH值的增大,催化剂的电化学性能提高,其中初始溶液pH值为9～10时,晶体粒径最小,电极的极化电流密度最大,交流阻抗值最小,电池的充放电性能最佳。     

四缩水甘油基-4,4,-二氨基二苯甲烷/1,4-双(4-氨基苯氧基)苯固化动力学研究

采用非等温差示扫描量热法(DSC)对四缩水甘油基-4,4’-二氨基二苯甲烷(TGDDM)/1,4-双(4-氨基苯氧基)苯(144BAPB)的固化过程进行了跟踪,并利用Kissinger、Crane和Arrhenius方程对该固化反应进行了动力学分析,求得了体系的固化动力学参数。结果表明:体系的活化能为61 kJ/mol,反应级数为0.89。     

空心碳球修饰碳纳米管用于锂硫电池的硫载体

锂硫电池因具有超高的理论比容量(1 675 mAh/g)和比功率(2 600 Wh/kg)被认为是极具竞争力的储能体系之一。由于“穿梭效应”和反应动力学缓慢等问题，使得其商业化极具挑战。在这项工作中，结合了多孔空心碳纳米球和碳纳米管的优点，合理设计和制备了空心碳纳米球修饰碳纳米管(HCS-CNT)材料，并成功应用于锂硫电池的硫载体。具有独特结构HCS-CNT复合材料不仅可以作为高导电框架提高硫正极的导电性，而且可以通过物理限域来抑制多硫化锂的穿梭，因此HCS-CNT/S电极表现出优异的电化学性能。在0.5 C下可提供1 095.7 mAh/g的初始放电比容量，同时保持了超过98.6%的库仑效率，1 C下平均每循环的衰减率仅为0.09%，提供了一个可应用于锂硫电池和其他储能系统的优异碳基材料。     

5kHz交流电压下电极覆盖窄空气隙放电非线性动力学行为

为了研究电极覆盖下窄空气隙放电非线性动力学特性,以空气介质作为研究对象,建立一维自洽流体力学的气体放电模型,其中包括电子和离子的连续性方程和动量方程,且耦合了泊松方程,研究了窄间隙空气放电过程及其动力学特性。通过求解气隙放电的非线性方程组,获得了频率5k Hz正弦电压下电极覆盖窄空气隙放电非线性动力学行为的时空演化过程,并以二维和三维相图展现了内部放电参量的关系,同时给出了空气间隙电场、电子密度和离子密度的时空分布规律。分析结果表明,当空气隙中电场超过其击穿阈值时,形成放电电流脉冲;随着外加电压幅值的增加,放电电流的幅值和放电电流脉冲数目也明显增加;窄空气隙放电表现出明显的非线性动力学行为特征,介质表面积聚的异性电荷产生反向电场是形成多脉冲放电流脉并触发混沌现象的根本原因所在。     

苯乙烯-马来酸酐共聚物固化氰酸酯改性环氧体系反应动力学研究

采用非等温差示扫描量热法（DSC）研究了氰酸酯/环氧树脂/苯乙烯-马来酸酐共聚物（CE/EP/SMA）三元体系的固化反应动力学。通过线性回归分析得到了不同升温速率下,固化反应的凝胶化温度（Ti）、固化温度（Tp）和后处理温度（Tt）。根据Kissinger方法,求得表观活化能为63.71 kJ/mol;根据Flynn-Wall-Oza-wa法,得到反应表观活化能为68.07 kJ/mol;根据Crane方程,得到反应级数为0.89,确定其固化反应动力学方程为-da/dt=K（1-α）0.89。     

氧化还原电池氨基磺酸铈电解液的性能研究

采用循环伏安和极化曲线方法对氨基磺酸体系中Ce3+/Ce4+电对在Pt电极上氧化反应的动力学进行了研究。极化曲线结果表明,在较高过电位下交换电流密度j0为5.95×10-4A/cm。循环伏安结果显示:Ce3+/Ce4+电对在Pt电极上的反应是准可逆过程,计算得到303 K时Ce3+的扩散系数D为5.93×10-6cm2/s。所加阳离子NH4+和K+能提高氨基磺酸铈电解液的电导率,并可改善以氨基磺酸铈作正极电解液的氧化还原电池的充放电循环性能。     

乙酰丙酮铝对环氧树脂/酸酐体系的固化促进作用的研究

以乙酰丙酮铝(AlAcAc)作为脂环族环氧树脂/液体酸酐体系潜伏性促进剂,由动态DSC曲线放热峰的位置和形状可发现添加少量的乙酰丙酮铝能有效地促进酸酐固化环氧的反应并且降低起始反应温度,介电损耗-温度谱实验显示整个温度范围内样品均保持较低的介损值,40℃下配方样品的tanδ均低于0.001,150℃的tanδ不超过0.0375。同时由动态DSC不同升温速率下跟踪体系固化反应过程,利用Kissinger和Crane方程对该固化反应进行了动力学分析,计算了固化动力学参数,固化反应表观活化能ΔEa=48.3kJ/mol,反应级数n=0.89。     

Na~+对PEMFC Pt/C气体扩散电极的影响

采用燃料电池半电池体系模拟了质子交换膜燃料电池(PEMFC)中Na+污染气体扩散电极时的工况,研究了Na+对PEMFC常用的Pt/C气体扩散电极性能的影响.通过循环伏安曲线和电化学阻抗谱,测试了电极在Na+污染前后催化层电化学比表面积(ECA)和电极反应界面上的电荷转移电阻发生的变化.实验结果表明,随Na+污染浓度的增大,电极性能逐渐下降;污染后电极催化层电化学活性比表面积出现明显减少,当污染物浓度为10 000X 10-6时,ECA降低了43%;外加相同电位时,随Na+污染的增加,电极反应界面上的电荷转移电阻逐渐增大.Na+的存在对Pt/C气体扩散电极具有明显毒化作用.     

纳米氢氧化铝／磷酸酯阻燃环氧树脂体系的研究

为确定环境友好型覆铜板阻燃体系，利用差热分析对纳米氢氧化铝／磷酸酯阻燃环氧树脂体系进行了研究。通过对体系固化反应动力学的分析，首先求得固化工艺温度，为确定合理固化工艺提供依据；然后利用Kissinger方法和Crane理论求出了体系的两个固化反应动力学参数，结果表明：其表观活化能△E为58．35kJ／mol，反应级数n为0．88。同时，还用热重分析法对环氧树脂体系的热稳定和阻燃性能进行了研究，初步评价纳米氢氧化铝／磷酸酯具有良好的协同阻燃效果。     

热处理对双核铁酞菁电催化氧还原反应的影响

研究了Ar气氛中、不同热处理温度对双核单金属铁酞菁(bi-FePc)催化气体扩散电极上氧还原反应(ORR)的影响.采用紫外-可见光谱和热重-差热(TG-DTG)对bi-FePc的热稳定性进行分析:采用极化曲线法和交流阻抗法对电极性能进行了测试,并与没有催化剂的C电极进行了比较.研究发现热处理的bi-FePc对于氧的还原反应有着显著的影响.经过600℃处理后bi-FePc的催化效果最为明显.交流阻抗Nyquist图谱均显示了两个半圆的特征,采用Zview2.0阻抗谱分析软件对-0.2 V(vs.Hg/HgO)电位下的各交流阻抗图谱进行等效电路拟合.提出空气电极ORR反应的等效电路,说明氧在空气扩散电极上的还原反应由一电子转移步骤和随后的化学反应组成.并对等效电路中各动力学参数进行了解释.