质子交换膜燃料电池的结构和运行参数对其性能的影响

讨论了电池结构参数和运行条件对质子交换膜燃料电池性能的影响．结果表明：催化层中的聚四氟乙烯（PTFE）和质子导体Nation的含量都有一最佳范围；良好的电池结构和尺寸将有利于反应气体的均匀分配、产物的排出以及电池内阻的减小．增加气体扩散层的孔径、孔隙率可增大电池的极限电流密度；降低电解质膜的厚度将会降低电池的内阻；提高运行温度和压力将改善电池内电化学反应和传质；加湿温度、反应气体的流速应适应电流密度的变化．     

大跨桥梁缆索钢丝腐蚀速率的试验研究

为了探讨大跨桥梁缆索腐蚀规律,根据缆索钢丝的实际腐蚀状态制作了圆柱形腐蚀电极,基于正交试验设计原理和电化学实验方法进行了缆索高强度钢丝的腐蚀速率研究.在对试验结果直观分析和方差分析的基础上,研究了温度、含盐量、pH值等因素及交互作用对钢丝腐蚀速率的影响规律.研究结果表明,环境影响因素的主次顺序为:NaCl浓度> 温度> 温度与pH值的交互作用> pH值> 温度与NaCl浓度的交互作用> NaCl浓度与pH值的交互作用.温度和NaCl浓度对钢丝腐蚀速率的影响呈单调关系,而pH值的影响呈非单调关系.      

质子交换膜燃料电池的性能

以铂黑为电催化剂、Nafion117为电解质制备了膜&电极组件,分析了电极结构、电池结构和操作条件对质子交换膜燃料电池性能的影响.结果表明:催化层内的聚四氟乙烯(PTFE)和质子导体Nafion的含量都有一最佳值范围,过少不能提供足够的反应界面、气体通道和质子通道;过多则增大气体和质子传递阻力.提高温度和压力将改善电池内电化学反应和传质.良好的电池结构将有利于电池排水和减小接触电阻.     

油菜(Brassica campestris L.)秸秆生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附研究

研究了油菜秸秆生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附性能、影响因素及吸附动力学和吸附热力学.实验结果表明:该生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附受pH、时间、Cr(Ⅵ)初始浓度等因素的影响.其中:pH是影响其吸附性能的重要因子.溶液中Cr(VI)的去除率随溶液pH值降低而升高,在pH值为2.0时达到最大98.87%.油菜秸秆生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附符合准二级吸附速率方程,吸附等温线与Langmuir等温方程拟合较好,20℃、25℃、30℃和35℃下的最大吸附量分别为5.96、6.62、7.49和8.59mg/g.吸附量随温度的升高而增加,说明油菜秸秆生物炭对Cr(Ⅵ)的吸附机理主要是吸热的化学吸附.     

氨水改性活性炭的制备及其对苯酚吸附性能的研究

以活性炭为载体,10%的氨水溶液为改性剂,采用浸渍法对其进行改性.利用比表面积测定法、SEM及Boehm滴定法表征了氨水改性活性炭的表面理化性质.以苯酚废水为处理对象,分别考察了吸附时间、pH值、活性炭投加量及苯酚废水的初始浓度对改性活性炭去除苯酚效果的影响.结果表明:活性炭经氨水改性后,表面多处塌陷,比表面积是未改性活性炭的1.057倍,表面酸性官能团含量降低,是未改性活性炭的0.421倍.在吸附时间为6h时,活性炭对苯酚的吸附均已达到平衡,改性活性炭对苯酚的吸附量为152.763mg/g,比未改性活性炭的吸附量提高了66%;氨水改性活性炭对苯酚的去除率随着pH值升高而降低,在pH值为6～7时,去除率达到61%;随着活性炭投加量的增加,溶液中的苯酚含量越来越少;随着苯酚废水初始浓度的提高,氨水改性活性炭对苯酚的去除率逐渐降低;Freundlich和Langmuir二种等温线模型均能较好的反应活性炭对苯酚的吸附行为,其中Freundlich模型更为理想.     

高效产纤维素酶曲霉生物转化纤维素乙醇

为了提高纤维素乙醇的生产效率,对高效产纤维素酶曲霉W-10的产酶条件进行优化,利用其发酵所得的粗酶液对预处理后的水稻秸秆粉进行酶解,并用酿酒酵母通过同步糖化发酵(simultaneous saccharification and fermentation, SSF)工艺生物转化纤维素乙醇.首先通过定时取样测定还原糖量,研究不同底物浓度、不同表面活性剂添加量、纤维二糖酶的协同作用等因素对酶解过程的影响.然后利用所得优化后的酶解条件进行同步糖化实验,研究不同的发酵温度、发酵时间、初始pH值等影响因素对同步糖化发酵乙醇的影响.结果表明,当底物浓度为80 g/L、表面活性剂吐温-80添加浓度为5 g/L、酶解体系外纤维二糖酶补加量为166.67 nkat/g时,粗酶液的酶解率最高;在35℃的培养温度、初始pH值为5的条件下发酵4 d时,发酵液中乙醇含量最高,乙醇得率可达0.43 g/g(底物干重).优化高效产纤维素酶曲霉W-10酶解水稻秸秆的反应条件,可促进纤维素乙醇生物转化技术的发展,有利于可再生的清洁能源生物乙醇的商业化生产和应用.     

CdIn_2S_4光催化降解亚甲基蓝的试验

以CdIn2S4为光催化剂,钨灯模拟可见光,探讨其对活性染料亚甲基蓝的光催化降解过程.考察了光照时间、催化剂用量、亚甲基蓝的初始浓度、反应体系的pH值和温度以及光强对光催化过程的影响.结果表明：对于4mg/L的亚甲基蓝溶液,200W钨灯照射下,CdIn2S4的用量为0.04g/L,pH为3.0,1.5h内其降解率可达97.83%.温度对反应影响很小.     

质子交换膜燃料电池的性能

以铂黑为电催化剂、Nafion117为电解质制备了膜＆电极组件,分析了电极结构、电池结构和操作条件对质子交换膜燃料电池性能的影响．结果表明：催化层内的聚四氯乙烯（PTFE）和质子导体Nafion的含量都有一最佳值范围,过少不能提供足够的反应界面、气体通道和质子通道;过多则增大气体和质子传递阻力．提高温度和压力将改善电池内电化学反应和传质．良好的电池结构将有利于电池排水和减小接触电阻．     

燃料电池汽车车载经济性测试系统

针对燃料电池汽车道路试验经济性测试的要求，开发了车载经济性测试系统．采用压力温度法测量氢气消耗量，对蓄电池电压、电流进行连续测量和积分运算得到电能量消耗．硬件采用便携式工控机、通信接口卡和数据采集接口卡，软件基于虚拟仪器开发平台开发．系统实现了燃料电池汽车等速经济性和循环工况经济性测试，实车试验表明系统性能可靠，测量准确．     

自供电植入式神经电刺激器的制作与应用

目的探讨一种自供电植入式神经刺激器的可行性。方法基于热释电效应和红外光的穿透性,构建一种植入式神经刺激器,测试其在体外红外光驱动下的电学性能;并进行体内和体外的生物实验,观察电刺激下的蛙腓肠肌的电刺激响应,以及小鼠心脏的电刺激响应。结果构建的植入式神经刺激器在红外光的间歇照射下会产生可控的神经电刺激信号,输出的神经电刺激电压可达到1.2V;用该神经电刺激器分别直接刺激小鼠心脏和蛙腓肠肌,可见小鼠心电图的变化,蛙腓肠肌会发生明显收缩,且张力值随体外控制光强度的增大而增大;在体外控制光的驱动下,植入蛙皮下的该神经电刺激器能有效刺激蛙的腓肠肌,使之发生可控收缩。结论体外光驱动的植入式神经电刺激器可以实现电刺激器的自供电,且电刺激幅值、波形可随光照强度和频率可调,为植入式设备的供电提供了解决方案。