质子交换膜燃料电池的研究进展

质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种高效节能、工作稳定、环境友好的理想发电装置。质子交换膜是PEMFC的核心组成，是一种选择透过性膜，主要起传导质子、分割氧化剂与还原剂的作用。PEMFC用电催化剂主要为铂系电催化剂，为降低成本，提高铂的利用率和开发非铂系催化剂是今后催化剂研究的主要方向之一。文中对PEMFC电极的制备技术和电池的水管理、热管理方法等作了简要介绍。     

LTIA碳电极的临床应用及电性能对比

经表面活化处理的各向同性碳(LTIA)心脏起搏电极具有优异的电性能,这已经通过模拟实验、动物实验证明。本文报告LTIA碳心脏起搏电极的临床应用情况,并对比了LTIA碳电极与铂电极在手术中所测得的各项电性能参数,结果表明:LTIA碳电极具有起搏阈值低、感知性能好、容易定位等特性。     

超氧化物歧化酶活性自动分析仪的研制

根据极谱氧电极法测定ＳＯＤ活性理论，应用计算机技术，研制出自动ＳＯＤ活性分析仪。该仪器采用灵敏的氧电极和放大电路，以单片计算机为核心组成，使ＳＯＤ活性测试更加快捷、微量和准确，并基本实现自动测试。同时通过专用化、小型化设计使原来由实验室内多个分散仪器组成的庞杂系统集成一专用商品化测试仪器。     

Ti/SnO_2-MnO_x-RuO_2/MnO_2电极的制备及其析氧、析氯性能

为了改善金属氯化物溶液电解过程中产生的氯气污染问题,采用热分解法制备了以钛为基体、SnO_2-MnO_xRuO_2为中间层、MnO_2为活性层的电极.应用极化曲线法和Tafel曲线分析法测定了电极在25℃、1moL·L~(-1)的H_2SO_4溶液和NaCl溶液中的析氧与析氯电位.在25℃,电流密度为500 A·m~(-2)条件下,用0.5 mol·L~(-1)的H_2SO_4为电解液,测试电极寿命.试验表明:该电极的析氯电位比析氧电位低0.03V,因此,电解过程中会产生部分氧气,减少了氯气的产生量.电极快速寿命测试结果表明,该电极的寿命为8h.     

镧掺杂对Ti/IrO2+SiO2阳极电催化性能的影响

为了提高钛基铱系涂层电极的稳定性及析氧催化活性,采用热分解法在450℃煅烧条件下制备了不同镧(La)含量的Ti/IrO_2+SiO_2+La_2O_3氧化物电极,采用扫描电镜(SEM)对电极的微观结构进行了表征,并通过循环伏安曲线(CV)、析氧极化曲线(LSV)及交流阻抗谱(EIS)等电化学测试手段分析其电化学性能,最后测试了电极的加速寿命(ALT).结果表明:适量的La添加可使涂层表面裂纹减少,晶粒细化,电催化活性点位增多,从而使电极表观电催化活性提高;不掺杂或者过多掺杂均会影响电极的性能.当La含量为20%时,阳极的电催化活性最大,析氧电位最低,为1.196 V,电催化性能达到最佳.掺杂量为30%时,电极拥有最长加速寿命.     

原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。     

应用铅离子选择性电极测定合金钢中的钼

本文提出应用铅离子选择性电极测定合金钢中钼的方法。钢样以盐酸,过氧化氢溶解,过氯酸氧化、蒸烟,然后以甲醛还原铬(V1),並通过阳离子交換树脂以除去干扰元素,以过氯酸铅为滴定剂,铂离子选择性电极为指示电极,对淋洗液进行钼的电位滴定。实验结果表明,此法准确度高,重现性也好,是准确地测定钼的一个好方法。     

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．     

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.     

液相催化氧化α—高碳醇制α—高碳酸实验研究

利用分子氧,在碳载铂催化剂的作用下,研究了液相催化氧化α－高碳醇为相应的高碳酸的操作条件。结果表明：分子氧几乎可以氧化所有的α－高碳醇,随着高碳醇分子量的增大,分子氧氧化能力下降,催化剂分批加入有利于加快反应速度;提高氧化温度可以的减少催化剂用量的情况下获得相同的产率。     

两种钛基涂层电极电催化氧化酸性品红研究

采用热氧化法制备了Ti／SnO2和Ti／SnO2-Sb2O3电极,以酸性品红为研究对象,对比了两种电极材料的电催化效果。结果表明：相对于Ti／SnO2阳极,Ti／SnO2-Sb2O3阳极对酸性品红有着更好的去除效率和降解速率。两种电极的电催化氧化过程均符合一级动力学模型。酸性品红在Ti／SnO2—Sb2O3阳极上电催化氧化降解过程的紫外-可见光谱图表明在电流密度75mA·cm^-2,电解质N恕SO4浓度12g-L^-1的条件下,处理100mg·L^-1的酸性品红模拟废水,60min内其在λmax=545nm的特征吸收峰消失,酸性品红基本去除,但同时生成了部分小分子中间产物。     

Modified Nafion polymer electrolyte membranes by ��-ray irradiation used in direct methanol fuel cells

Modification of the commercial polymer electrolyte membrane (PEM) Nafion 117 by ??-ray irradiation to produce an improved proton exchange membrane for direct methanol fuel cells (DMFCs) was described. The Nafion 117 membrane was exposed under ??-ray irradiation circumstance with the irradiation doses from 10³ to 10⁵ Gy. Subsequently the properties of the membrane itself, in terms of swelling ratio, water uptake rate, proton conductivity and methanol permeability, together with the performance of its membrane electrode assembly (MEA) in DMFC were analyzed and contrasted with the untreated material. When the Nafion 117 membrane was exposed under ??-ray irradiation circumstance, the degradation and crosslinking reactions occurred at the same time. Specific scopes of the ??-ray irradiation dose may cause the membrane crosslinking, thus reduce the membrane swelling ratio and decrease the methanol crossover. By reducing the membrane swelling ratio and methanol permeation, the single DMFC with the modified Nafion 117 membrane produced reasonable power density performance as high as 32W/m² under 2mol/L methanol solution at room temperature.     

发泡工艺参数对铝熔体泡沫生成量的影响

利用空气发泡法研究发泡温度、入射气体压力和流量以及吹气头往复运动频率对铝熔体泡沫生成量和熔体表面气泡尺寸的影响,分析了气泡尺寸对其内部气体压强和发泡工艺参数对铝熔体泡沫生成量的影响.研究结果表明,铝熔体泡沫生成量随射入空气P1V1值的增大而增加.当P1V1从5.7 MPa·cm3/min增加到7.2 MPa·cm3/min,铝熔体表面的气泡半径尺寸由6.93 mm增加到7.46 mm,铝熔体泡沫的生成率从3 210 cm3/min增加到4400 cm3/min.当入射气体P1V1为5.67 MPa·cm3/min时,发泡温度由620℃升高到640℃,气泡半径由3.57 mm增大到3.66 mm,泡沫生成量由288 g增大到2 978 cm3/min.     

直接甲醇燃料电池的单电池实验测试及性能优化

以新型阻醇材料Na2Ti3O7/Nafion复合膜为质子交换膜,利用热压法制备膜电极（MEA）,对直接甲醇单电池进行测试.考察了电池温度、阴极加湿温度、甲醇浓度、甲醇流速和空气流速5个参数对直接甲醇燃料电池极化曲线性能的影响.实验结果表明,电池温度对电池性能的影响较为明显,提高电池温度有利于得到较好的电池性能.甲醇浓度对电池性能影响也比较明显,较低甲醇浓度有利于提高电池性能.甲醇流速和空气流速对电池性能的影响较小,阴极加湿温度对电池性能几乎没有影响.通过分析优化,该直接甲醇燃料电池的电池性能最佳工作条件是在80℃情况下,低电流密度工作区采用较低浓度甲醇溶液,高电流密度工作区采用高浓度甲醇溶液.     

催化电解对垃圾渗滤液中氨氮去除的试验研究

采用镀钌/铑/锆稀土金属的钛网作阳极的催化电解法,对垃圾渗滤液中氨氮具有很强的催化电解作用.试验结果表明,当渗滤液中氨氮为500 mg/L以上,在3 cm的极板间距,初始pH为8,电流密度为8 A/dm2的条件下,电解120 min,渗滤液中氨氮几乎可全部去除.     

阵列式等离子体射流特性的研究

研究了大气压下阵列式等离子体射流特性,以实现和完善大气压下大面积的低温等离子体灭菌技术.采用MAXWELL 3D软件仿真及实验的手段,研究相关因素对各种阵列式等离子体射流特性的影响.包括在单管等离子体喷射中的一些基本影响因素（电压、气体流速等）和阵列式等离子体喷射实验中所特有的一些因素（气流均匀度、电极单元间距及电极布置方式）.实验在大气压氦气环境下进行,然后通过专门研发的高频高压等离子体放电电源进行了介质阻挡放电.实验结果实现了大气压下阵列式等离子体喷射,证明了通过阵列式等离子体喷射方式来实现大面积等离子体灭菌技术的可行性.除此之外还得出了各种相关因素对阵列式等离子体射流特性的具体影响,用以完善阵列式等离子体射流技术,进行更大面积的灭菌处理.     

锂离子电池负极纳米SnO2/C复合材料的制备与性能

采用一种简单低成本的方法,以蔗糖作为碳源,在氮气气氛下以不同温度焙烧合成纳米SnO2/C复合材料.并对所得样品进行XRD,TEM表征及电化学性能测试.XRD结果表明复合材料中碳是无定形的.透射电镜(TEM)结果显示SnO2平均粒径为10 nm左右,并被碳均匀包裹.纳米SnO2/C复合材料作为锂离子电池负极材料呈现高的库伦效率和较好的循环稳定性.     

水中呋吗唑酮的固定相光催化氧化

以高压汞灯为光源、负载在海砂上的ＴｉＯ２为催化剂，采用敞口固定床型光催化反应器对水中难降解的呋吗唑酮（ＦＴＤ）进行了固定相光催化氧化实验．结果表明，反应速率可用Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｈｉｎｓｈｅｌｗｏｏｄ方程描述，与光分解相比，光催化氧化的突出优点是矿化程度高，相同光辐射条件下反应１００ｍｉｎ，０．１０ｍｍｏｌ／Ｌ的ＦＴＤ水溶液经光催化氧化后ＴＯＣ的去除率为８９．１％，而经光分解后ＴＯＣ的去除率仅为２８．８％；在反应体系中投加少量臭氧或过氧化氢可以显著提高ＦＴＤ的氧化效率，说明光催化氧化可以兼容Ｏ３／ＵＶ、Ｈ２Ｏ２／ＵＶ等光激发氧化工艺．探讨了充氧、ＦＴＤ浓度及ｐＨ等对光催化氧化过程的影响．     

锂离子电池负极纳米SnO2／C复合材料的制备与性能

采用一种简单低成本的方法,以蔗糖作为碳源,在氮气气氛下以不同温度焙烧合成纳米SnO2／C复合材料．并对所得样品进行XRD,TEM表征及电化学性能测试．XRD结果表明复合材料中碳是无定形的．透射电镜（TEM）结果显示SnO2平均粒径为10nm左右,并被碳均匀包裹．纳米SnO2／C复合材料作为锂离子电池负极材料呈现高的库伦效率和较好的循环稳定性．