月桂基咪唑啉对银的缓蚀性能研究

合成了月桂基咪唑啉(LM),并采用FT-IR对LM进行结构表征。以南京长干寺遗址地宫出土的阿育王塔的银基体模拟样品为试样,通过预膜法、重量法、动电位扫描法、电化学交流阻抗法研究了LM对银试样在Na₂S腐蚀介质中的缓蚀性能,并与银质文物上常用的含氮类缓蚀剂苯骈三氮唑(BTA)、含硫类缓蚀剂1-苯基-5-巯基四氮唑(PMTA)在Na₂S腐蚀介质中的缓蚀效果进行了比较。结果表明,与裸银试样相比,经质量分数为1%LM预膜处理后的银试样在5mg/L Na₂S溶液中的缓蚀率为59.1%;自腐蚀电流密度 i_c 减小了0.111 μA/cm²,电化学体系的双电层电容C_d降低了51.39μF/cm²,电化学阻抗R_t增加了73.5kΩ·cm²;采用重量法、动电位扫描法、交流阻抗法等方法比较了质量分数均为1%的BTA、LM、PMTA对银的缓蚀效果,得出缓蚀率η从大到小顺序排列为：η_PMTA>η_LM>η_BTA。     

DMFC阳极催化层结构优化研究

直接甲醇燃料电池阳极催化层是甲醇电化学氧化的场所,并承担着将甲醇氧化成的二氧化碳排出的作用,因此提高直接甲醇燃料电池阳极的性能对于整体性能的提高有着至关重要的作用.该文采用喷雾法制备了膜电极,并在阳极催化层中加入了不同含量的 NH4HCO3作为阳极造孔剂,用以改变阳极催化层的微结构.实验结果表明,阳极催化层加入造孔剂后性能比未加入造孔剂有很大提高,加入造孔剂的量为50%时性能最好,最高性能从未加入造孔剂的111 mW/cm2提高到156 mW/cm2.SEM表明,加入造孔剂后阳极表面的空隙率提高,这有助于传质的增加和二氧化碳的排出.     

抗脱落铁基二氧化铅电极的研究

采用3步阳极氧化法在铁片表面依次生成铁氧化膜、β-PbO₂和α-PbO₂，制得结合牢固、抗脱落性能优良、具有 Fe/Fe_xO_y/β-PbO₂/α-PbO₂结构的铁基二氧化铅电极。采用XPS、XRD、交流阻抗和扫描电镜对铁氧化膜组成、β-PbO₂和α-PbO₂的晶型及电化学活性、电极切面结构进行了分析表征。借鉴漆膜性能标准测试方法，对铁基二氧化铅镀层的抗机械脱落性能进行了综合测试评价。研究发现，预先将铁基体放在4 mol/L KOH水溶液中，在温度80℃、阳极电流密度60mA/cm²条件下，使铁片表面预氧化生成一层棕红色的Fe₃O₄薄膜，然后再依次阳极氧化电镀β-PbO₂和α-PbO₂，能够获得抗机械脱落性好、电化学反应活性高的铁基二氧化铅电极。     

溶胶-凝胶法制备钒掺杂中孔氧化硅及丙烷氧化脱氢的研究

采用溶胶-凝胶法制备了钒掺杂中孔氧化硅（V-meso-SiO₂）,用N₂ 物理吸附、X射线衍射、透射电镜、拉曼光谱、紫外可见漫反射、红外光谱、程序升温脱附、程序升温还原系统研究了催化剂的物化性质并测试了其在丙烷氧化脱氢反应中的催化性能。结果表明： V-meso-SiO₂催化剂具有约600m²/g的比表面、5.0nm左右的平均孔径、类似蠕虫状的介孔孔道结构;氧化钒在材料的骨架内主要是以高度分散的孤立态的四面体钒存在,是丙烷氧化脱氢反应的活性中心位;通过优化反应温度、原料气体流速等条件,V-meso-SiO₂催化剂对于丙烷氧化脱氢反应具有较好的催化活性。     

石墨毡阴极电Fenton法降解水中苯甲酸的研究

采用石墨毡阴极在上、钛钌铱网状阳极在下、以60°倾斜角平行放置的电解槽以及紫外光谱分析和荧光光谱分析方法,对电Fenton法氧化降解水溶液中苯甲酸的效果、条件及机理进行了研究。结果表明,通过斜放电极增加石墨毡阴极与氧气泡的接触机会,有利于H₂O₂的生成,通过适量添加Fe²⁺并保持水溶液适当的酸性,有利于H₂O₂向·OH的原位顺利转化;电Fenton法氧化降解苯甲酸的较佳条件为：pH=3,Fe²⁺添加量25mg/L,电解电流密度3mA/cm²;在用电Fenton法彻底氧化降解苯甲酸的过程中,存在着苯甲酸转化生成对羟基苯甲酸和间羟基苯甲酸的中间步骤。     

活性炭模块的制备及其对苯的吸附性能研究

以胶黏剂和颗粒活性炭为原料,制备了活性炭模块并测试了该模块的床层阻力、强度及对苯蒸气的动态吸附性能,考察了胶黏剂添加量和添加增稠剂对上述性能的影响。结果表明该活性炭模块的优化制备条件为热处理温度95℃,热处理时间5h,胶黏剂添加量10%以及充分冲洗掉增稠剂。在该制备条件下,模块成型的活性炭对苯蒸气的动态饱和吸附量可达106.39mg/cm³,吸附速率为920.43min^-1,与成型前相比吸附性能下降小于10%;床层阻力小于颗粒装填床层,抗压强度大于0.12MPa/cm²。     

孔道结构对有序介孔炭电化学性能的影响

以三嵌段共聚物（F127）为模板剂,间苯二酚（R）和甲醛（F）为碳前驱体,在外加的酸性条件下通过自组装的方法制得了F127/RF复合材料,然后经碳化处理得到具有高度有序孔道结构的介孔炭材料（OMCs）,通过XRD、TEM、N₂吸/脱附手段(77K低温下)对其进行结构表征。测试结果表明有序介孔炭材料的BET比表面积和总孔体积分别为770m²/g和0.65cm³/g。以有序介孔炭材料为电极制备超级电容器,对其进行直流恒流充放电测试、循环伏安测试和交流阻抗测试,结果显示在电流密度为0.02A/g时OMC-3比容量为130F/g,100次充放电循环后电容量保持率在99%以上。     

PtSn/C电极对乙醇的电催化性能研究

利用脉冲电位法在碳纸表面沉积Pt微粒制备了Pt/C催化电极,并在此基础上,采用不同的电化学方法沉积Sn微粒,制备了PtSn/C催化电极。用循环伏安法(CV)测定电催化剂催化氧化乙醇的活性,SEM分析催化电极的表面状态,并用XRD分析催化电极的结晶状况。结果表明：载入Sn后,形成PtSn合金;催化乙醇的活性提高3倍左右;并研究了Sn的电沉积方法和Sn载量的大小对PtSn/C电极催化乙醇的电活性的影响,在一定的铂载量下,采用循环伏安法沉积Sn所制得的PtSn/C(CV)催化电极较恒电位法制得的PtSn/C(CP)电极对乙醇具有更高的催化活性;Pt和Sn的物质的量的比为1∶1（其中载Pt量为202μg/cm²）的PtSn/C(CV)催化电极催化乙醇的活性最高。     

介孔炭空气扩散电极电催化氧化产过氧化氢的影响

以压片法制备了介孔炭空气扩散电极,优化制备工艺,并将其用于自制的电化学降解装置中,以求高效产H_2O_2的能力和提高对气态污染物的降解效率。结果表明,当介孔炭与PTFE乳液质量比为3∶1、压片压力为15 MPa、在管式炉中300℃焙烧1 h后,所制得的介孔炭空气扩散电极性能最佳。在鼓气速率为6 L/h、电解质浓度为0.8 mol/L的Na_2SO_4溶液、电流密度为30 m A/cm~2、污染物含量12%时,能高效生成H_2O_2,浓度为1 598 mg/L。制作的空气扩散电极在数次使用之后,仍能保持良好的产H_2O_2能力。     

锶掺杂TiO2薄膜电极的制备及其光电性能

采用水热法制备了不同Sr²⁺掺杂量的TiO₂胶体溶液,并以FTO玻璃为基底制备了Sr²⁺掺杂TiO₂薄膜电极。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等对Sr²⁺掺杂TiO₂进行表征与分析。结果表明Sr²⁺掺杂抑制了部分锐钛矿型TiO₂ 向金红石型的转变及促进晶粒尺寸的减小,薄膜表面为三维多孔结构,Sr²⁺有效地掺杂到了TiO₂晶格中。薄膜电极的电流密度-电压测试表明,Sr²⁺掺杂有效提高了TiO₂薄膜电子的光电转换效率,其中1% Sr²⁺掺杂量薄膜的转换效率相对于未掺杂的TiO₂薄膜提高了11.5%。     

MnO2/碳球复合材料的制备及其电化学性能的研究

利用碳球为还原剂,在中性KMnO₄溶液中制备出MnO₂/碳球复合材料,并对其结构和电化学性能进行了研究。结果显示,随着碳球含量的增加,MnO₂/碳球复合材料的循环稳定性提高,但比电容量降低;当碳球质量分数为35%时,MnO₂/碳球复合材料的比电容量在50mA/g的电流密度下达到181F/g。分别采用KOH活化和混酸氧化的碳球为还原剂,可以有效地提高MnO₂/碳球复合材料的比电容量和循环稳定性,相应复合材料的比电容量分别达到192F/g和218F/g,而且经过500次的充放电测试,仍然保持为184F/g和192F/g。     

掺杂LaNiO3型双功能氧电极的电化学性能

双功能氧电极的开发是二次空气电池的关键问题,以开发高性能的双功能氧电极为目的,制备了 LaNi1-yMyO3(M=Co,Fe;y=0,0．2)钙钛矿氧化物作为双功能氧电极的电催化剂,以活性碳为载体,聚四氟乙烯乳液为粘接剂制备双功能氧电极．采用三电极体系测试了氧电极的稳态极化曲线和电化学交流阻抗谱,并对其阴极极化和阳极极化的交流阻抗谱图进行分析．通过等效电路的拟合研究了该系列双功能氧电极氧还原反应的工作机理．结果表明,对于LaNiO3化合物,B位掺杂可显著提高催化剂的电催化性能,电极氧还原反应的极化主要由电荷转移反应和Nernstian扩散过程造成．     

Cu3(BTC)2提高聚二甲基硅氧烷/聚醚酰亚胺复合膜气体分离性能成因的研究

将金属有机骨架化合物Cu₃(BTC)₂填充到聚二甲基硅氧烷中，制备聚二甲基硅氧烷/聚醚酰亚胺改性复合膜，用于气体分离的研究。考察了操作温度和压力对CO₂、CH₄、O₂和N₂在改性复合膜中的渗透系数、扩散系数、溶解度系数和分离系数的影响。结果表明，填充Cu₃(BTC)₂可降低气体的渗透活化能、扩散活化能和膜的压缩效应，进而提高气体的扩散性能和渗透性能；Cu₃(BTC)₂改性复合膜在低温条件下可得到较高的渗透性能和分离性能，较高压力可在不降低膜分离性能的基础上提高其渗透性能。     

玻碳基Pt/C/NH4NiPO4复合电极电催化性能

 采用电沉积法制备了玻碳基Pt/C电极和玻碳基Pt/C/NH₄NiPO₄电极,利用扫描电镜表征了电极表面形貌,应用电化学工作站测试了电极的电催化性能。根据循环伏安曲线分析可知,玻碳基Pt/C/NH₄NiPO₄复合电极电催化乙醇性能明显,电极反应速度快,氧化过程主要受乙醇分子的扩散控制,氧化电流较大,相对玻碳基Pt/C电极第一氧化峰电位,玻碳基Pt/C/NH₄NiPO₄复合电极正向扫描第一氧化峰电位降低237mV,是电催化乙醇潜在的特色电极。     

川东北部飞仙关组气藏气体组分成因研究

川东北飞仙关组气藏为高含硫、过成熟常压（低压）的超干气藏,其地层在地质历史上经过了深埋藏和高温作用,具备了原油裂解的条件,包裹体资料证明原始气藏含有大量的高烃组分和液态沥青,且不含H₂S,确认气藏为原油裂解产物。气藏储层发育在膏盐岩中,原油裂解气与其中的硫酸盐矿物发生热化学还原作用（TSR）,消耗了大量的高烃气体,并产生大量H₂S和CO₂,所以现今气藏表现为高含硫和过成熟特征。硫酸盐岩热化学反应（TSR）生成的H₂S和CO₂大量溶解在水中,形成大量的酸,其产生的溶蚀作用极大地提高了储集空间,造成了现在气藏压力较低的特点。     

过渡金属掺杂的多孔二氧化钛薄膜电极光催化氧化技术

研究了铂和镍掺杂的锐钛矿结构的二氧化钛多孔薄膜电极的制备与光催化氧化技术用于染料废水的净化处理.电极由在钛片上通过电化学阳极三步氧化法制备, 产生稳定的过渡金属掺杂的二氧化钛多孔薄膜电极.对生物难降解的偶氮染料废水（酸性红G）用所制备的电极进行了紫外光照射下的光催化降解实验,结果表明掺Pt电极大大提高了光催化活性,掺Ni反而降低了其光催化活性.根据所掺金属的电子功函和电子亲和力解释了这一作用.被处理水溶液的酸值增加有利于光催化降解.     

温度对L80碳钢在含CO2天然海水中腐蚀行为的影响

 通过高温高压试验和电化学技术研究了温度对L80碳钢在含CO₂天然海水中腐蚀行为的影响,并用扫描电子显微镜(SEM)、能量弥散X射线谱(EDS)和X射线衍射(XRD)对腐蚀产物膜进行了表征。结果表明,随着温度的升高,L80碳钢在液相条件下的腐蚀速率呈先增大后减小的趋势,在90℃达到最大值;而在气相条件下呈现与液相条件下完全相反的趋势。腐蚀产物膜的主要成分为FeCO₃,FeCO₃膜层的阴离子选择透过性以及Cl^-在L80碳钢表面的吸附促进了CO₂腐蚀,在90℃的气相和液相中所形成的腐蚀产物膜的电化学特征进一步验证了高温高压试验结果。     

超重力法制备活性氧化镁的研究

以超重力机（RPB）为吸收反应装置,用氯化镁溶液耦合吸收NH₃和CO₂制备前躯体碱式碳酸镁,再经高温煅烧获得活性氧化镁。采用X射线衍射、扫描电镜和碘吸附法等对活性氧化镁进行分析和表征,并考察了煅烧温度对氧化镁形貌和活性的影响。结果表明：在反应温度70 ℃、超重力机转速1200 r/min、氯化镁初始浓度0.3 mol/L、气体流量364 L/h、NH₃体积分数22.1%和CO₂体积分数11.3%的条件下,制备出了由纳米片组成的球形碱式碳酸镁颗粒,颗粒直径为3 μm,纳米片厚度约为24.nm;当煅烧温度为500 ℃,煅烧时间为2 h,制备出了晶粒为7.4 nm、吸碘值197.95 mg/g的高活性氧化镁。