泡沫镍基电极电解D_2O/H_2O分离系数测定方法的建立及应用

建立了一种测定电极电解碱性混合水溶液分离系数的方法.当对氧化氘(D2O)/氧化氢(H2O)混合碱性水溶液进行电解时,电解产生的混合气体中的氕氘比(n1,g(D)/n2,g(H))可通过低温气相色谱法确定,电解后混合碱性水溶液中的氕氘比(n1,l(D)/n2,l(H))可通过红外光谱法确定.根据气相中的氕氘比和液相中的氕氘比(即分离系数计算公式)可以计算得到不同电极材料电解D2O/H2O混合碱性水溶液时的分离系数.该方法简单易行,可应用于评价不同泡沫镍基电极材料电解碱性混合水溶液时对D和H的分离能力,以寻找良好的电催化材料.     

预焙炭阳极环形槽炭碗设计的仿真研究

在工业铝电解槽阳极中,炭碗底部由于存在较大的铁-炭间隙而无法导电.针对这一弊端,提出了一种环形开槽的阳极炭碗设计.采用数值模拟的方法,考察了环形槽炭碗设计对阳极物理场的影响及机理.数值计算结果表明,在重力作用下,工业阳极炭碗底部存在1.2mm左右的初始铁-炭间隙,而环形槽炭碗设计能够将炭碗底部的初始铁-炭间隙降低到约0.2mm.因此,阳极运行时,采用环形槽炭碗的阳极中磷生铁和钢爪的热膨胀能够使炭碗底部的铁-炭间隙闭合,从而与炭碗底部产生接触应力,进而增加炭碗导电面积、改善阳极电流分布.采用环形槽炭碗设计能够降低阳极电压降约22mV,而对阳极温度场分布没有显著影响.     

微电场-生物固定化复合工艺处理工业电镀废水

利用新型微电场-生物固定化复合工艺法处理含重金属离子工业电镀废水,实验过程中采用了自行研制的新型固定床反应器来处理废水。深入研究了静态停留时间、初始浓度以及pH值等因素对去除率的影响,确定了工艺流程中的最佳工艺条件,即:pH(7-9),溶液初始浓度100mg·L~(-1),停留时间(60—120)min为佳;经过处理后废水中重金属离子的去除率为95%以上,达到了工业废水排放标准。     

不同碳源及电压对微生物电解池脱氮性能的影响

在不同电压条件下，考察微生物电解池(MEC)对模拟沼液中不同碳源(乙酸、富里酸)和总氮的脱除效果，并分析其微生物群落结构变化。以乙酸为碳源，NO₃^--N几乎完全被去除，化学需氧量(COD)去除率稳定在72%左右；以富里酸为碳源，NO₃^--N和COD去除率分别下降至40%～50%和50%～60%。比较而言，MEC在0.2～0.4 V电压条件下COD和总氮去除性能更稳定；在更高的电压(0.8 V)条件下，NO₃^--N的去除率最高上升至52%，但总氮去除率下降至(32.4±3.7)%。高通量测序结果显示，外加电压可以有效地提高微生物菌群抵抗底物负荷冲击的能力，并增加MEC反应器内的菌群特别是自养脱氮菌的多样性和丰度。其中，自养反硝化菌Thanuera的丰度由4.35%增长到7.65%；在以富里酸为碳源的MEC反应器中，多种厌氧脱氮细菌被激活富集，反硝化细菌Anaerolineae最大丰度为11.16%，厌氧氨氧化菌Planctomycetota的相对丰度由对照组...     

硫化钠溶液电解氧化产生多硫化物的研究

报道了直接电解硫化钠水溶液产生多硫化物溶液的研究电解槽采用阳离子隔膜分为阳极与阴极室,阳极液为Na2S水溶液,阴极液为NaOH水溶液(1mol/dm3)分析了影响电解槽槽电压各成分的分布情况,结果表明,电解温度在61℃时,槽电压可控制在0.9～1.2V之间,电流密度20～30mA/cm2之间,阳极过电位在0.4V以下研究了电解温度、电解时间、硫化钠溶液浓度及电流密度对多硫化物生成效率的影响只有电流密度的大小对生成效率有较明显的影响,而且电流密度在30mA/cm2以上时多硫化物的生成效率显著下降在综合考虑各影响因素的基础上提出了较为合适的电解操作条件图5,参8     

残极集气系统对无组织烟气减排的作用

残极冷却过程中的无组织排放是铝电解HF进入大气的主要方式.针对该问题，开发了残极集气系统，研究了不同烟气流速下，残极集气系统内残极的温度变化、HF散发规律，以及该系统对HF无组织排放的减排效果.结果表明，残极集气系统可有效降低残极冷却过程中的无组织排放.残极进入集气系统的初始温度为920℃，降温速度先快后慢.HF质量浓度随烟气流量加大而增加，随烟气温度降低而减少，通过拟合函数进行了相关性分析.运行4h时，HF的累计散发量达到总散发量的95%以上.在最优烟气流速4000m³/h时，氟化物的无组织排放较无减排措施时降低0.201kg/t(吨铝减排量).     

多维度纳米三元过渡金属氧化物用于双功能电解水制氢催化剂

由于低廉的成本、简易的制备方法和优异的电化学性能,过渡金属氧化物被认为是一种有前景的碱性电解水制氢催化剂,但其形貌的电化学性能研究目前尚少。本文设计了一种多维度（一维、二维）齿轮形貌的纳米过渡金属氧化物碱性电解水制氢催化剂（NF/NCFO-g）。在1M KOH溶液、100 mA cm^-2电流密度的条件下,NF/NCFO-g展现出了0.23 V的阳极过电位和0.29 V的阴极过电位,以及196 mV dec^-1（阳极）和233 mV dec^-1（阴极）的Tafel斜率,优于一维纳米针状结构（NF/NCFO-n）和二维纳米片状结构（NF/NCFO-s）催化剂。NF/NCFO-g具备优异的电催化性能得益于一维纳米针的“顶端优势”和二维片状结构的表面电荷效应的协同作用。“顶端优势”使得电荷大量聚集在尖端处,从而压缩了内层电容宽度,而二维表面电荷有助于形成更多的氧空位活性位点,进而优化过渡态的反应能量。此外,在高电流密度下,一维纳米针结构能够增强亲水性而减小气泡半径,从而加速了气泡的释放。