流化床光反应器中光强波动信号的测量

针对流化床光反应器中光强的测量问题,研制了一种高灵敏度的光导纤维光强传感系统,并对外部平行光源平板流化床光反应器中光强的分布及其波动规律进行了研究。结果表明:在外部平行光源照射下平板流化床中光沿径向呈指数衰减;液-固流化床与三相流化床中光强信号的波动规律不同,三相流化床中光强信号的功率谱密度图在5~12 Hz处出现谱峰。该测量系统结构简单,操作方便,适合各种流态化光反应器床层内部光强信号的测量。     

电沉积NiHCF薄膜的离子选择性研究

采用电沉积方法在铂、铝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1mol／L（NaNO3＋CsNO3）和1mol／L（KNO3＋CsNO3）混合溶液中分别测定了不同Cs^＋浓度下薄膜的伏安特性曲线和电化学交流阻抗谱，并根据CV曲线和EIS曲线的变化特征分析了薄膜对Cs^＋／K^＋和Cs^＋／Na^＋离子的选择性。结果表明，交流阻抗技术与循环伏安法相结合可较好地用来表征混合溶液中离子膜的选择性。     

碳纳米管基电子-离子双传递功能复合膜的构筑及电驱动离子分离性能

构筑具有电子、离子传递的双功能电活性离子分离膜是电控离子选择渗透膜(ESIPM)分离领域的关键技术。通过将导电碳纳米管(CNT)和纤维素纳米纤维(CNF)共混抽滤，制备了在亚微米尺度具有三维多孔结构的CNT/CNF复合膜，以此为导电基膜，通过溶液渗透策略，在不破坏CNT交联网络结构的前提下，将具有阳离子交换功能的磺化聚苯乙烯(SPS)原位填充到CNT/CNF的亚微米孔道中，制备了具有电子、离子双重传递功能的SPS/CNT/CNF复合膜。采用SEM、XRD、FTIR、接触角测试仪对其结构和性能进行了表征，并结合电驱动膜分离测试装置，对CNT/CNF膜和SPS/CNT/CNF膜的离子分离性能进行了系统对比。结果表明，SPS/CNT/CNF复合膜具有等效商业化离子交换膜的阳离子分离能力，而且具备优良的导电性，其导电性能相较于传统的惰性离子交换膜提升了7个数量级。此外，该SPS/CNT/CNF复合膜还具备优良的电化学活性、亲水性以及稳定性，本研究为制备高性能ESIPM提供了新型的合成策略。     

脉冲电沉积法制备直接甲醇燃料电池电极研究

以聚四氟乙烯(PTFE)化碳纸为基板,以Nafion 炭黑 Pt(Ru)金属盐为预沉积层,用脉冲电沉积法制备不同组分的PtRu合金直接甲醇燃料电池(DMFCs)电极。实验考察了不同脉冲电沉积沉积时间与间歇时间比例(ton/toff)、Pt与Ru质量比、Nafion载量、催化剂载量与碳黑比例等因素对电极电催化氧化甲醇性能的影响。以循环伏安法(CV)表征电极活性,X射线衍射(XRD)表征催化剂晶体结构及粒子大小。最佳沉积条件:ton/toff为100 ms/300 ms;n(Pt)/n(Ru)为1;m(PtRu)/m(C)为0.4;m(C)/m(Nafion)为6。制得有效面积133 m2/g、粒径2.1 nm的催化剂。     

电控离子选择渗透膜分离过程传质模型的构建（英文）

【目的】电控离子选择渗透(electrochemically switched ion permselectivity, ESIP)是一种新型的离子选择性膜分离技术，已成功应用于低浓度目标离子的高效、连续、选择性分离。然而，离子在膜内传质不符合Nernst-Planck理论，建立ESIP离子传质模型有助于人们理解ESIP分离过程。【方法】在ESIP膜分离系统中，为研究离子在膜上双脉冲电势与极室槽电压耦合动态场中的传质行为，提出了修正的Nernst-Planck模型。根据唐南(Donnan)平衡以及电中性假设等，建立了ESIP膜分离过程的离子传递稳态模型。通过数值模拟考察了电流密度、膜厚、膜内离子活性位点浓度对膜分离系统中离子浓度和电阻分布的影响。【结果】在原料侧扩散层和膜相内，膜厚和离子活性位点浓度对离子浓度分布影响较大，降低膜厚、提高离子活性位点浓度是提高离子传质的主要方式。在高电流密度、低膜厚和高离子活性位点浓度下，原料侧扩散层电阻在整体电阻中占主导作用，通过增加流体流速或减小腔室厚度以提高离子传质速率。在低电流密度、较高膜厚下，Donnan层电阻占主导作用，通过增加膜的离子活性位...     

导电活性碳层/碳纸基底上碳纳米管阵列的可控制备

通过热催化化学气相沉积法,在催化剂前驱体预置法处理过的碳纸上制备出了定向生长的碳纳米管阵列,并使用扫描电子显微镜(SEM)考察了反应温度、反应混合气线速度等工艺条件对定向碳纳米管阵列微观形貌的影响。研究表明:反应区温度在750～800℃,碳源二甲苯的摩尔分数4.6%,反应混合气线速度为1.40 cm/s,二茂铁与二甲苯摩尔比为1∶50～1∶30时能够获得定向生长的碳纳米管阵列,管径范围为30～40 nm。在二甲苯中添加少量乙醇时,碳纳米管聚集成独立束状结构,其生长速率较大,管的长度较大。在实验的基础上,初步探讨了在导电碳黑层基底上碳纳米管阵列定向生长的机理。     

新型高效三相分离器的研究

三相分离器是ＵＡＳＢ反应器的重要组成部分。本文叙述了一种新型高效三相分离器的研究情况。常温下（２０～３０℃）采用人工合成葡萄糖废水与装有传统结构三相分离器的ＵＡＳＢ反应器作平行实验。小型试验结果表明，在保证沉淀区固、液分离的条件下，影响分离器效率的主要因素是产气量，传统结构在有机负荷高于１５ｋＲＣＯＤ／ｍ￣３·ｄ时，即会出现污泥流失而导致工艺失败，而采用新型结构三相分离器，预先排除大部分气体，即使有机负荷高达５０ｋｇＣＯＤ／ｍ￣３·ｄ，水力停留时间低主２小时仍能稳定运行。新型三相分离器结构简单，易于推广，具有很大的实用价值。     

PEBA渗透汽化膜用于分离回收稀水溶液中邻甲酚

考察了PEBA2533渗透汽化膜分离稀水溶液中邻甲酚的性能,并运用渗透汽化-分级冷凝工艺回收高纯度邻甲酚晶体。采用扫描电子显微镜对PEBA2533膜的表面及断面进行表征,通过膜的溶胀实验考察了PEBA2533膜对邻甲酚的吸附性能,考察了在不同原料质量浓度及原料液温度时PEBA2533膜对邻甲酚的分离性能。结果表明:随着原料液浓度增大,邻甲酚的通量不断增大;在原料液质量浓度范围2 000~7 000mg/L内,分离因子处于较高的范围(59~105).随着原料液温度升高,邻甲酚与水的通量均明显增大,同时分离因子也逐渐增大;当原料液质量浓度与温度为7 000mg/L,70℃时,邻甲酚晶体通量高达295.9g/(m~2·h),纯度为99.9%.     

PtRu合金催化剂电催化氧化甲醇的作用机理

利用化学还原法合成了4种不同Pt/Ru原子比例的合金型PtRu/C、核壳型Ru@Pt/C及Pt/C直径相近的纳米金属催化剂。结果表明:Ru@Pt/C、PtRu/C催化剂纳米金属粒子的直径平均约为9~11nm,Ru@Pt/C呈核壳型结构;Ru@Pt/C电催化氧化甲醇机理较为符合电子效应机理,PtRu/C电催化氧化甲醇机理较为符合电子效应与双功能机理共同作用机理,催化机理的明确为新型催化剂的研发和改性提供了坚实的理论依据。     

多排石墨芯基体NiHCF膜电极的制备与电控离子分离性能

以多排石墨芯(MRGC)为基体材料, 采用阴极沉积法制备了具有电化学控制离子分离(ECIS)性能的电活性NiHCF膜电极.采用SEM和XPS分析考察了NiHCF薄膜的形貌与组成;在1 mol/L的NaNO3溶液中通过循环伏安法可逆地置入与释放Na+, 考察NiHCF膜电极的离子交换容量、再生性能;在1 mol/L(NaNO3+CsNO3)混合溶液中比较不同混合浓度下膜电极的伏安特性曲线, 分析了膜电极对Cs+/Na+的选择性.同时采用离子色谱测定了氧化态NiHCF膜电极在初始[Cs+]为10 mg/L模拟液中进行ECIS过程的Cs+浓度变化.实验结果表明, MRGC基体NiHCF膜电极离子交换容量大、再生能力好, 对Cs+有较强的选择性, 可用于Cs+的电控离子分离过程.