流化床电化学反应器研究进展

流化床电化学反应器是一种三维颗粒电极反应器,以其比表面积大、传质速率高而备受关注。就流化床电化学反应器在导电机理、数学模型、结构放大以及应用领域的研究现状和进展进行了综述,阐明了该类反应器开发、设计和模型化方面存在的问题,并提出了研究方向。     

填充床鼓泡电化学反应器行为特性研究──Ⅰ.丙烯阳极直接氧化的数学模拟

本文建立了填充床鼓泡电化学反应器的一维数模．该模型既考虑了反应动力学，也考虑了体系的基本传递特性．模拟结果可以描述床层的径向电势、电流和浓度分布．     

石墨基体NiHCF薄膜的离子交换性能

以石墨为基体材料,采用电沉积和毛细化学沉积方法制备出电活性NiHCF薄膜.通过EDS和SEM考察了薄膜组成及其形貌,在1 mol/l KNO3溶液中采用电势循环可逆地置入与释放K离子,比较了不同制备方法得到的NiHCF薄膜的电活性、离子交换容量、再生性能和循环寿命;在1 mol/l(KNO3+CsNO3)混合溶液中测定了不同浓度下薄膜的伏安特性曲线,分析了薄膜对Cs+/K+的选择性.实验表明,石墨基体上制得的NiHCF膜能实现电化学控制的离子交换(ESIX)过程;两种方法制得的薄膜对Cs+均有较强的选择性,其中电沉积膜的再生速度高于化学沉积膜,而化学沉积膜的寿命高于电沉积膜.     

石墨基体NiHCF薄膜的离子交换性能

以石墨为基体材料,采用电沉积和毛细化学沉积方法制备出电活性NiHCF薄膜.通过EDS和SEM考察了薄膜组成及其形貌,在1 mol/l KNO3溶液中采用电势循环可逆地置入与释放K离子,比较了不同制备方法得到的NiHCF薄膜的电活性、离子交换容量、再生性能和循环寿命;在1 mol/l(KNO3+CsNO3)混合溶液中测定了不同浓度下薄膜的伏安特性曲线,分析了薄膜对Cs+/K+的选择性.实验表明,石墨基体上制得的NiHCF膜能实现电化学控制的离子交换(ESIX)过程;两种方法制得的薄膜对Cs+均有较强的选择性,其中电沉积膜的再生速度高于化学沉积膜,而化学沉积膜的寿命高于电沉积膜.     

硫酸中Pb－PbO_2阳极的电催化性能

本文对铅及Ｐｂ－ＰｂＯ２在硫酸溶液中作为析氧阳极的特性进行了研究。考察了Ｐｂ－ＰｂＯ２阳极在２．５ｍｏｌ／ＬＨ２ＳＯ４中电解使用寿命，测定了铅和Ｐｂ－ＰｂＯ２阳极的极化曲线和电化学动力学参数（ａ、ｂ和ｉ０），结果表明Ｐｂ－ＰｂＯ２电极比铅电极的电催化性能优良。     

RF—PCVD法制备一种新颖纳米碳粒及其微结构表征

以C2H2为反应气体,Ar为等离子体工作气体和冷却气体,采用高频等离子体气相沉积法制备一种新颖的纳米碳粒,以TEM、HRTEM、BET、XRD、FTIR、XPS手段表征分析了该纳米碳粒的内部微结构、粒径、比表面积、表面官能团和表面元素。结果表明,制备的纳米碳粒呈分散性的球状,粒径范围介于15～60nm,平均粒径为30.5nm。经计算,该纳米碳粒石墨化度为0.233,且其石墨碎片发生了明显的卷曲,具有介于无定形的炭黑和高度有序的富勒烯之间的过渡态微结构。     

电沉积铁氰化镍薄膜的电控离子交换性能

采用电沉积方法在不同导电基体上制备出具有电化学控制离子交换(ESIX)性能的电活性NiHCF(nickel hexacyanoferrate)薄膜.在1 mol•L^-1 KNO₃溶液中采用电势循环可逆地置入与释放碱金属离子,比较了铂、铝和石墨基体上薄膜的电活性、离子交换容量及再生能力;在1 mol•L^-1(KNO₃+CsNO₃)混合溶液中测定了不同浓度下薄膜的伏安特性曲线和电化学交流阻抗谱,分析了薄膜对Cs/K离子的选择性.重点考察了制膜液组成对薄膜电化学性能的影响,通过EDS测定薄膜组成并结合循环伏安曲线分析了薄膜组成和结构与其电化学特性之间的关系.实验表明,3种基体材料上均能制得性能稳定的NiHCF膜,铝和石墨基体上的NiHCF薄膜同样具有良好的ESIX性能;控制制膜液组成可得到不同组分占优的膜,由此可筛选较为理想的ESIX膜材料.     

预置活性物前驱体脉冲电沉积制备DMFC电极

预先将活性物前驱体置于碳黑层的Nafion微粒体内,利用脉冲电沉积法,使Pt或Pt合金优先沉积于Nafion与碳黑的接合部,以提高催化剂层贵金属的有效率.实验采用循环伏安法(CV)测定电极电催化活性,用XRD、EDS、TEM技术表征催化剂微观结构及金属微粒的元素组成.结果表明,toff/ton=3:1,WPtRu/wc=40%,Pt、Ru原子比为1:1,金属微粒的比表面积为92 m2·g-1、粒径为3.2nm,甲醇峰电流密度达到82 mA·cm-2,活性物的有效率达到79.1%.     

质子膜燃料电池(PEMFC)多孔电极极化的两尺度分析

针对PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)多孔电极微结构的特征,提出一个分析该多孔电极极化的两尺度新方法,建立了能够同时在团簇微观和电极宏观两尺度上描述多孔电极内反应和传质、传荷耦联过程的理论模型。该两尺度模型方程为一非线性二阶微分方程组,给出了求解该数模的ADM(Adomian Decomposition Method)与有限差分(Newman′s BAND(J))相结合的便捷方法。还给出了氢PEMFC多孔阴极极化的计算实例,与传统的电极单尺度模型相比,包含微团尺度传质影响的两尺度模型预测值与极化实验数据能更好相符。提出的两尺度新方法也可被相似的多相催化反应系统理论分析所借鉴。     

多相光催化反应器数学模型研究进展

本文介绍了当前多相光催化反应体系中反应动力学模型以及反应器数模研究领域内的主要方法及成果。反应动力学方面依据反应机理和动力学方程进行了说明 ;反应器模型则按学术团体各自不同的研究思路及方法分别概述 ,并依照反应器内部的各相的情况作了分类 ,扼要介绍了辐射能分布方程。对未来此领域的研究方向作了展望。