大型预焙阳极铝电解槽内衬结构优化

以电解槽内衬结构设计优化为突破口,开发一种新型曲面阴极结构电解槽,通过多物理场有限元数值仿真,研究新型结构槽的热平衡、物理场分布特征及在低极距下高效运行的稳定性.试验结果表明,新型结构槽能在保持高电流效率的前提下在低电压稳定运行,吨铝直流电耗为12 331 kW·h,并可有效延长电解槽使用寿命.     

固相法制备正交层状LiMnO2

以LiOH·H2O为锂源、Mn2O3(电解MnO2 680℃焙烧6 h)为锰源,采用一步固相法在氩气中制取正极材料o-LiMnO2.对Mn2O3和LiOH·H2O混合物进行热重分析,然后对影响LiMnO2合成的重要因素进行考察,最后对合成的样品进行Mn平均化合价的测定和SEM分析.研究结果表明:合成LiMnO2的温度应控制500℃以上.合成LiMnO2的最佳实验条件为:锂锰物质的量比1.03、焙烧温度600℃、焙烧时间8h.合成的样品即为LiMnO2;样品的结构为正交层状结构.     

中温固体氧化物燃料电池双钙钛矿PrBaCo2O5+δ作为潜在阴极的电化学性能研究

通过溶胶-凝胶制备双钙钛矿PrBaCo_2O_(5+δ)(PBCO)中温固体氧化物燃料电池阴极材料,研究结果表明:PrBaCo_2O_(5+δ)为四方结构.在100~850℃内,PBCO样品为金属导电机制.交流阻抗谱的测试结果表明:PrBaCo_2O_(5+δ)电极在800℃时的极化电阻为0.034 8Ω·cm~2.采用La_(0.9)Sr_(0.1)Ga_(0.8)Mg_(0.2)O_(3-δ)(LSGM)电解质为支撑体的单电池在800℃时的功率密度达到558.7 m W/cm2.     

Electron emission from La-doped Pb（Zr,Sn,Ti）O3 antiferroelectrics by pulse electric field and the relevant physical mechanism

We investigate the characteristics of emission current waves of antiferroelectric cathode material lanthanum-doped lead zirconate stannate titanate （PLZST） triggered by pulse field, and analyze the relationship of the emission current waveforms with the extraction voltage. The close correlation between the triggering pulse polarity and emission current waveform observed evidences the relevant physical process of electron emission. We speculate that the primary emission may result from local phase transition and field emission in the vicinity of triple junctions, and the plasma formation may enhance the electron emission.     

锂硫电池正极用硫碳复合材料的制备和电化学研究

采用优化合成的高比表面积和多微孔结构的活性炭,通过加热的方法使单质硫升华并沉积到活性炭微孔中,得到锂硫电池正极用硫碳复合材料.通过X射线衍射、扫描电子显微镜和比表面积表征复合材料的结构、表面形貌和比表面特性.循环伏安测试表明,复合材料在2.05V和2.35V时存在两个还原峰,在2.4V时存在一个氧化峰.充放电循环实验表明,单质硫在100mA·g-1的电流密度下首次放电比容量高达1352.5mA·h·g-1,硫的利用率达到了80.9%,循环40周后比容量还保持在800.7mA·h·g-1,表现出良好的循环稳定性.     

狭缝型微空心阴极维持放电等离子体

为在高气压条件下获得稳定、大体积的放电等离子体,实验研究了氩气中的狭缝型微空心阴极放电(SMHCD)特性. 设计了包括SMHCD的三电极放电系统,并利用SMHCD作为预电离源(等离子体阴极),在不同放电条件下测试了该系统的放电特性并讨论了其放电模式. 结果表明,SMHCD具有微空心阴极放电的特性,在适当条件下可以形成稳定的辉光放电. 利用SMHCD离子源可以获得大体积、高气压的狭缝型微空心阴极维持放电(SMSD)等离子体. SMSD具有普通直流辉光放电的特性,且SMHCD本身的放电电流以及第三电极处所加的电压对SMSD的形成有十分重要的作用. 该系统可以产生大面积均匀等离子体.     

镁离子掺杂对LiFePO4/C复合正极材料性能的影响

为了提高正极材料LiFePO4的电化学性能,采用两步固相法合成LiFe1-xMgxPO4/C(x=0、0.01、0.02、0.03、0.04)复合正极材料,并对所得样品进行XRD、SEM、以及充放电循环性能测试.测试结果表明:掺杂少量的Mg2+并没有影响材料的结构,所得样品都为单一的橄榄石型;充放电结果表明掺杂Mg2+为0.02的样品即LiFe0.98Mg<,002>PO4/C电化学性能最佳,在0.2C倍率下首次放电比容量为149.32 mAh/g,经过50个循环,仍然有138.37 mAh/g,衰减仅率为7.33%.     

锂离子电池正极材料Li1-xVxFePO4/C的制备及电化学性能

采用高温固相法合成了Li1-xVxFePO4/C（x=0,0.01,0.02,0.03,0.04,0.05,0.10）锂离子电池正极材料,通过XRD,SEM,CV,EIS和恒流充放实验研究了不同掺杂量对产物结构和电化学性能的影响。结果表明,少量V的掺杂未影响到LiFePO4的晶体结构,但显著改善了其电化学性能。其中,Li0.98V0.02FePO4/C材料以0.1 C倍率放电时,首次放电容量达到160.9 mAh·g^-1,且循环性能良好。     

金属铝在冰晶石氧化铝熔液中的溶解度测定

研究了金属铝在冰晶石氧化铝熔液中的溶解现象,并通过实验测得铝在通电和不通电两种状态下的溶解度·实验结果表明在通电时铝在冰晶石氧化铝熔液中的溶解度明显减小,认为这是阴极极化所产生的保护作用所致·     

连续催化湿式过氧化降解丙烯腈研究

以金属Mn和Ce的硝酸盐为活性组分的前驱物,以介孔分子筛SBA—15为载体,浸渍焙烧法制备了负载型催化剂MnOx/SBA—15、CeOx/SBA—15及MnOx—CeOx/SBA—15;并以H2O2为氧化剂,在温和条件下连续催化湿式过氧化处理丙烯腈废水,采用元素分析仪测定N含量。结果表明,MnOx-CeOx/SBA—15催化剂表现出较好的催化活性和稳定性。实验选择了连续流固定床反应装置,考察了反应温度、进料流量、催化剂投加量、H2O2投加量等因素对N去除率的影响。由实验得出,在150℃,进料流量25 mL/min,催化剂投加30g/L,H2O2投加5%时,模拟废水的N去除率大于75%。