空气阴极微生物燃料电池处理模拟酸性矿井水的研究

酸性矿井水因pH值低、重金属离子含量高,难以直接采用硫酸盐还原菌生化处理.试验构建了空气阴极微生物燃料电池系统来处理酸性矿井水,有效处理废水H+和重金属离子,同时还能产电.构建的空气阴极微生物燃料电池系统(污泥量40mL,硫酸盐还原菌30mL,阳极材料为碳布,室温)的最大功率密度达到82.24mW/m2,最大电压为332.2mV;硫酸根的最大去除率达到41.6,对Zn2+、Cu2+、Cd2+和Fe2+的去除率分别达到83.7%、77.4%、84.2%和66.8%,化学需氧量的最大去除率达到60.9%.分析认为,空气阴极微生物燃料电池有效处理废水H+,弱化了H2S的生物抑制作用,强化了硫酸盐还原菌还原产生的S2-与重金属离子生成硫化物,并经能谱分析加以验证.     

Pathway for high-energy density LiMnFePO4 cathodes

Polyanion cathodes are credited for its thermal stability and better safety, no matter in lithium ion batteries or sodium ion batteries. Polyanion oxides with phosphate groups came to the public's attention in 1997, and the representative material is LiFePO₄, which has been widely applied and plays a huge role in the field of powder batteries and energy storage system. However, owing to the low lithiation potentials and storage sites, the energy densities of polyanion cathodes have been restricted, resulting of low-endurance and limited application scenarios. Accordingly, here, we use cheap and environmental friendly raw materials as precursors to synthesis high energy density LiMn_0.6Fe_0.4PO₄@C cathode by a simple spray-drying and high temperature calcination process. The self-designed liquid polyacrylonitrile (LPAN) is added for the intention of nanoparticle coating, conductive network construction and particle granulation. The low-cost and carbon-coated LiMn_0.6Fe_0.4PO₄ cathode exhibits excellent reversible capacity, low electrochemical polarization and excellent rate capacity, which maintains 93.5% capacity retention after cycling 1000 times at 5C. The work introduces a new avenue to fabricate olivine structure cathodes with outstanding electrochemical performance for the high energy density lithium ion batteries.     

铝电解过程中锂元素的阴极渗透机理

铝电解生产过程中,由于氧化铝中含有少量的氧化锂导致电解质中氟化锂含量升高,锂元素向阴极内衬中渗透.通过X射线衍射分析与扫描电镜分析,对电解质和阴极炭块中锂元素的存在形式进行了研究,探讨了铝电解过程中锂元素的阴极渗透机理.结果表明:电解质中的锂主要以LiNa₂AlF₆形式存在;电解过程中,电解质中的部分锂离子被铝还原为金属锂并进入铝液中,铝液中锂摩尔分数与电解质中的氟化锂摩尔分数成正比;电解质中的锂主要以氟化物形式通过阴极炭块中的开气孔和裂缝向阴极炭块中渗透,铝液中的锂不会通过铝液向阴极炭块内部扩散.     

Si雪崩冷阴极的电子发射特性

采用离子注入和快速退火法可制备Ｓｉ浅ｐ－ｎ结阵列，通过真空清洁处理和铯氧激活后制成阵列式Ｓｉ浅ｐ－ｎ结雪崩冷阴极，其最高电子发射效率为１６％。本文介绍阵列式Ｓｉ雪崩冷阴极的制各方法，给出了Ｓｉ冷阴极的雪崩电子发射特性，讨论了影响发射稳定性的主要因素。     

Li/LiClO_4/V_6O_(13)试验电池研究

分别采用V_6O_(13)分散复合型和层压复合型高分子薄膜作为锂二次电池的阴极活性材料,制成了真空塑封式试验电池。比较了两者的工艺特点和电池性能。     

痕量镓的阴极溶出伏安法

当pH=5时镓与桑色素形成配合物吸附在悬汞电极上,产生一个敏锐的还原波。本文探索了最佳条件和共存离子的干扰,其峰电流与镓的浓度成比例,线性范围在1～120ppb,检测下限为0.3ppb。实验方法应用在攀枝花钢厂的钢、铁、矿石和炉渣中镓的测定,结果良好。     

金属陶瓷气体放电管的稳定性研究

阐述了金属陶瓷气体放电管过电压保护原理，讨论了阴极材料和气体对放电管击穿电压的影响，提出了改进措施，研制了优良品质的放电管。     

基于化学共沉淀的两步法合成LiMnPO_4正极材料研究进展

磷酸锰锂(LiMnPO_4)是一种非常有应用前景的锂离子电池正极材料,化学共沉淀法是制备这种材料的理想方法。针对LiMnPO_4正极材料目前研究过程中存在的电子电导率低和锂离子扩散慢等问题,本文从Mn_3(PO_4)_2、MnPO_4、NH_4MnPO_4等不同Mn-P前驱体合成LiMnPO_4出发,综述了近年来基于化学共沉淀工艺的两步法合成LiMnPO_4正极材料并采用碳包覆和离子掺杂两种手段改性的国内外研究进展。对当前研究过程中存在的不同Mn-P前驱体获得LiMnPO_4产品性能差异的问题,认为应该通过进一步地探讨化学共沉淀过程的反应机理并进行相关反应动力学及热力学研究解决。本文为LiMnPO_4正极材料的研究及产业化提供了参考。     

Ni-金刚石复合镀层的制备

通过复合电镀方法,在镀镍液中加入粒径为40 μm的金刚石粉体制备Ni-金刚石复合镀层.采用阴极动电位极化方法、扫描电镜和显微硬度计探讨镀液温度、pH、镍离子浓度、电流密度和金刚石粉体质量浓度对镀层质量的影响,优化Ni-金刚石复合镀的工艺参数;采用X线衍射分析仪表征优化后复合镀层的结构.研究结果表明:优化的镀液组成和工艺参数为:NiSO4·6H2O 132 g/L,NiCl2 15 g/L,H3BO3 30 g/L,镀液温度(50±1)℃,pH 3～4,阴极电流密度4 A/dm2,金刚石粉体质量浓度30 g/L;优化后的复合镀层表面平整,晶粒细小均匀,且金刚石粉体的质量分数为62.7％;与纯Ni镀层的晶粒相比,Ni-金刚石复合镀层的晶粒明显细化.