质子交换膜的电渗系数

模拟直接甲醇燃料电池(DMFC)的工作条件,通过压力驱动产生的电位变化,对Nafion*系列质子交换膜进行了电渗系数的测量,在0.5 mol/L H2SO4中的测量结果与原子示踪法和毛细管电泳法的结果基本吻合.H2SO4浓度越高,膜的溶胀率越低;当H2SO4浓度高于0.5 mol/L时,膜的含水率随平衡浓度升高的变化不大;膜的厚度影响分子扩散,当厚度下降到50μm(NafionΘ112膜)时,质子交换膜由于出现更多贯穿膜厚度方向的扩散通道而体现为非均场扩散的特性.     

电极材料对电渗过程作用机理的试验研究

分别采用铁、石墨、铜和铝电极开展室内电渗试验,从宏观和微观层面对试验结果进行了分析,比较了电势损失和离子迁移过程对电渗效果的贡献,并基于微观机理对电渗宏观规律作出了合理解释,其结论为:Fe2+和Cu2+迁移能力较差,大多聚集在阳极附近无法移动,Al 3+迁移能力较强,在电场作用下易运移到阴极随水排出;电极材料通过电极反应生成离子进入土壤对电渗的促进甚小,其主要作用在于通过电极腐蚀、钝化、氧化以及电极与土体部分脱离引起电势损失,这是不同电极材料电渗效果差异的根本原因,同时也表明电渗排水依赖于土壤中其他离子类型;电能利用率与土体本身性质息息相关,受电极材料影响不大.该研究可进一步揭示电渗机理,为电渗法的工程应用提供指导.     

软土电渗中的浓差极化机理与应用试验研究

浓差极化是界面电阻的重要组成部分，也是电渗能耗问题的主要原因之一。本研究根据电化学原理，分析黏土-电极界面浓差极化产生过程。从缓解浓差极化角度出发，提出了降低界面电阻、减轻电渗能耗问题的新思路。使用电动土工合成材料(EKG)电极进行了一系列电渗阳极界面溶液注入试验，通过主动控制电化学产物浓度的方式对缓解浓差极化的效果进行了验证，并从实际工程出发分析其对能耗的影响。研究表明：缓解浓差极化可以有效降低界面电阻提高电渗效率；在阳极注入碱性溶液的优化方式是有效的，可以大幅度降低界面电阻和提升土体内电流；在界面注入OH^-后阳极界面能耗和能耗系数下降，有效能耗占比显著增涨。本研究能有效减轻电渗的高能耗问题，为电渗在实际工程中的应用提供指导。     

桥梁墩柱外观混凝土施工新技术

结合模板衬里铺垫材料、电渗排水成型技术、外加剂涂刷工艺,汇总介绍了保证桥梁墩柱混凝土结构外观质量的方法。提升桥梁工程混凝土外观质量,除了提升施工管理,还应积极应用新技术、新材料。     

微细管内电渗流动的瞬态热效应

建立微细圆管内电渗流动的非稳态数学模型,模型通过温度将电渗流的Poisson-Boltzmann方程、动量守恒和能量守恒方程耦合起来.详细讨论了在电渗流的初始阶段,焦耳效应对温度场和速度场演化的影响.同时讨论了不同冷却条件和外部电势场强度条件下,电渗流速度场及温度场变化的特点以及自热的发生过程.研究发现,由于速度场的发展主要受温度主控的电解液黏度影响,因此速度场和温度场是同步发展起来的.通过所得到的结果可以为微细管内的电渗流确定合适的冷却条件,以便同时达到有效抑制样品温度和获得较高流动速度的目的.     

陶瓷练泥机电渗仿生减粘降阻研究

泥料在真空练泥机挤压过程中会粘附到螺旋绞刀及简体内壁上,这种粘附作用“拖拽”泥料运动,造成靠近接触面的泥料运动慢于远离接触面的泥料,最终引起挤出泥料产生裂纹等缺陷.为解决上述问题,利用仿生体表电渗的方法,减少粘附作用,增加泥料与接触壁面滑移速度.简体内表面采用电渗装置后,降低了挤出筒壁与泥料之问的切向阻力,改善了陶瓷泥...     

电渗结合透水模板成型混凝土表观质量试验

基于电渗均匀快速的排水特性,建立了电渗滤水试验模型,阐述电压加载初始时点、电压值、电渗历时及电极间距对混凝土成型效果的影响,并研究了结合透水模板垫层来改善电渗混凝土成型外观的方法.结果表明:电渗结合透水模板工艺排水可形成致密无孔洞混凝土表面,显著降低混凝土渗水透气性能,且可提高混凝土表面强度.     

矿井水中硫酸根的去除实验研究

采用石灰一聚合氯化铝混凝法、石灰-氯化铝化学沉淀法、电渗析法对矿井水中的硫酸根进行去除实验研究,结果表明:石灰一聚合氯化铝混凝法由于受石灰自身溶度积的影响对硫酸根的去除率不高;石灰-氯化铝化学沉淀法可使硫酸根的去除率达到95%以上,但是易引入杂质离子;采用电渗析法处理矿井水,工艺简单,处理效果好,且不引入杂质离子,是目前比较经济、可行的方法.     

软黏土二维电渗固结性状的试验研究

 利用自制的试验装置,进行轴对称条件下的饱和软黏土电渗固结试验,通过测量电渗过程中的电势、电流和排出的水量以及电渗结束后土体的沉降量和含水率分布,从电渗机制和能量消耗的角度研究土体的性状。结果表明：(1) 土体中的电势不仅与到阴极的距离有关,而且与通电时间有关。轴对称条件下电势以折线形式分布,折点在阴极附近。(2) 土体中的电场强度并不是不变的,当忽略界面电阻的影响时,它随电渗时间线性减小。(3) 在电渗的后期,土体电阻率和能量消耗急剧增加,并且存在突变点。试验证明,可以通过能耗系数曲线来控制电渗时间,减少能量消耗,提高电渗效益。