膜电解在碱溶碳分法氧化铝生产工艺中的应用

对碱溶碳分法氧化铝生产工艺中直接影响离子交换膜电解效果的碳分母液除杂方案、电解槽结构设计、阳极评选、阳极区碳酸钠电解液浓度及电解深度、阴极区氢氧化钠浓度、操作温度、电流密度等关键技术及要素进行了初步的设计、研究和评估。研究表明：碳分母液中少量残留的铝酸根可以通过添加适量碳酸氢钠下调pH值至10.2以下,絮凝析出再滤除,然后直接移接氯碱厂的电解技术方法。电解碳酸钠生产氢氧化钠和碳酸氢钠的适宜的操作条件为：阳极Na₂CO₃溶液浓度1.5～1.8mol/L,阴极NaOH溶液浓度5～7mol/L,电解温度80～85℃,电流密度1000～2500A/m²,电解深度85～90%。采用析氧过电位较低的镍涂钌电极作阳极替代钛涂钌阳极,可以降低槽压400mV,但其耐过钝化腐蚀性能有待研究提高。     

基于CFD技术的数控电解加工流场数值模拟

电解加工中阴极流场设计合理是保证加工正常进行的前提.针对数控展成电解精加工整体叶轮时使用的直线刃阴极流场设计,通过对阴极几何模型的建立,导出了数值模拟时所需要的数值模型.由电解加工过程中电解液运动为湍流状态,确定了采用标准 k-ε模型对稳定加工状态时电解液流道中的流场进行了数值模拟,分析了流道结构对电解液流动速度的影响,其结果与试验结果基本吻合,表明采用流体动力学方法对电解加工中阴极流场设计进行理论指导是可行的.     

熔盐电解精炼制备太阳能级多晶硅

采用熔盐电解精炼技术在物质的量比为1∶1的NaF-KF混合共晶熔盐中对冶金硅进行精炼提纯制备太阳能级多晶硅.采用SEM和ICP-MS对熔盐电解精炼后产物硅进行表征.考察了熔盐电解精炼过程中电压、温度、时间对冶金硅中主要杂质去除率的影响.在2.0 V,1 073 K条件下,冶金硅阳极经电解精炼400min后,精炼产物形貌为线状,直径主要分布在50~150nm之间,长度达到几十微米.冶金硅中主要金属杂质的去除率在92%以上,B,P杂质的去除率分别为92.1%和97.6%,产物硅的纯度达到99.999%.     

周期换向电解过程中羟基自由基的产生及测定

羟自由基(·OH)氧化是电解氧化技术的重要机理之一,采用清水实验(0.015 mol/L的Na2SO4溶液)探索了周期换向电解过程中.OH的产生机理,筛选了.OH的检测方法,并研究了.OH产生量的影响因素.结果表明,以二甲亚砜(DMSO)为捕捉剂的比色法其检测效果优于以水杨酸为捕捉剂的比色法,在电压为8 V,换向周期10s的条件下反应90min时,50mL200mmol/L的DMSO可以捕捉羟自由基的量达到最大值.同时得出添加H2O2时羟自由基累积量提高的幅度大于添加H2SO4,表明可以将周期换向电解法与H2O2相结合,更广泛地将周期换向电解法应用到水处理领域.     

蔗糖电解还原制备甘露醇、山梨醇研究

研究了蔗糖水解产物电解还原制甘露醇和山梨醇的工艺,以Raney Ni为催化剂,H2SO4为支持电解质,当总糖浓度为1.0mol/L,pH=9-10,电流密度为32mA/cm2,温度为40℃,通电量为理论电量的1.2倍时,总糖的转化率大于95%.     

整体叶轮分步法数控电解加工工艺与关键技术

针对航空发动机整体叶轮的加工难题,在单步加工法的基础上对叶片电解加工工艺进行改进,提出了分步法叶片电解加工工艺.首先制定了叶片的分步电解加工方案,采用切片法提取叶片加工的工艺数据,并利用整体叶轮叶片电解加工的专用软件对叶片电解加工工序的加工区域进行合理划分,对加工路径进行规划,据此计算出阴极运动的控制路径与各坐标轴运动分量,实现了叶片数控加工编程,最后通过加工试验验证该工艺方法的可行性.试验证明,该工艺方法解决了整体叶轮叶片的加工难题,提高了叶片加工的精度,缩短了加工准备时间.     

正丙醇溶液直流辉光放电等离子体电解产物分析

 以正丙醇溶液为原料进行辉光放电等离子体电解的实验研究。利用GC-MS联用仪,GC及光发射光谱等检测手段对辉光放电电解的气液相产物进行分析。实验结果表明：电解的主要产物有氢气、一氧化碳、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、水、二氧化碳、甲醛、苯及甲苯等。各种气体产物和产量受放电电压、放电电流等因素影响明显。在等离子体层中正丙醇分解过程和其他类型的等离子体分解过程类似。蒸汽鞘层中的加速电子是引发辉光放电过程非法拉第定律现象的决定因素。阴极辉光放电过程中等离子体-溶液界面上的主要活性物种是中性粒子和电子。正丙醇阴极辉光放电过程中等离子体-溶液界面上产生的主要活性物种有C3H3,CO+,CH,CH2O,H,H2O+,CH2和H2O。利用键能理论对正丙醇溶液放电后主要产物的生成路径进行了分析。     

AISI 1020钢表面熔融盐法渗铝及其机理

以Na3AlF6+NaF+Al混合熔体做渗铝剂,NaCl+KCl+NaF碱金属卤化物混熔体作助熔剂,在900℃下采用非电解熔融盐法在AISI 1020钢表层形成一层Fe(Al)固溶体渗层.采用X射线衍射仪(XRD)分析了渗铝层的物相组成,用附带能量色散谱仪(EDS)附件的扫描电子显微镜(SEM)研究渗层截面的形貌和成分,通过理论分析与实验结合确定最佳的渗铝工艺,分析非电解熔盐法制备渗铝层的形成机理和渗层结构.     

基于Fluent的水电解槽电场数值模拟

为探究电解水制氢电解槽内部各组分对电解效率的影响,得到电解槽的内部电场分布,对水电解的电化学理论进行了研究,利用Fluent软件建立了作为堆栈水电解槽的单槽全尺寸、流体通道模型,对建立的模型仿真模拟,得到其电压密度、电流密度分布云图,并对结果进行分析.分析发现:氢气首先产生于阴极催化层,主要集中于扩散层,再逐渐扩散至流体通道,经流体通道传输至水电解槽外部.同一流通平面上氢气质量分数与该处电流密度成正比,其中阴极电极与扩散层接触区域附近电流密度最大,且该处区域氢气质量分数达到最大值.该研究为提高水电解制氢效率、进行电解槽的结构设计提供参考.     

强化微电解—沉淀—离子交换工艺处理高浓度硝酸盐氮废水的研究

介绍一种强化微电解—沉淀处理高浓度硝酸盐氮废水的新工艺.试验得到的微电解反应最优反应条件为:反应时间90 m in,炭粒粒径2 mm、铁炭比15∶1、加药量5 g/L、催化剂与铁屑的质量比为1∶25;沉淀反应最优反应条件为:反应时间40 m in、沉淀pH值11.在上述最佳处理条件下,动态试验中硝酸盐氮的去除率在99%,硝酸盐氮、亚硝酸盐氮和氨氮的含量低于国家地下水三类水体质量标准.