低温工况下燃料电池性能衰减及策略优化

利用极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、循环伏安(CV)及分区测试技术等表征手段,从不同角度对质子交换膜燃料电池(PEMFC)在低温(0℃)存储和启动工况下的性能衰减进行研究.结果表明:停机过程无气体吹扫的情况下,冻结/解冻循环导致PEMFC极化阻抗增加,电流密度衰减,催化剂电化学活性面积(ECSA)减少,以及分区电流密度分布均匀性下降,直接影响了PEMFC耐久性;基于优化的二次吹扫策略,可在更少吹扫气体用量下,增强吹扫除水效果;通过水浴加热辅助,在340s内成功实现单电池-30℃低温冷启动.     

PEMFC电催化剂利用率研究方法的探讨

提高电催化剂的利用率以降低质子交换膜燃料电池(PEMFC)的成本，是加速其商业化的一个重要途径。文中讨论了现有的CV法在研究PEMFC电催化剂利用率时存在的一些问题，如CV法扫描速度的影响及Pt理论比表面积难于准确确定等，为了较好地解决这一问题，提出了一种以单位质量电催化剂产生电池功率或电能来表示膜电极中电催化剂利用率的方法。     

Studies on Preparation and Properties of Proton Exchange Membranes Based on Phosphotungstic Acid/Silica and Polysulfonamide

Membranes formed by polysulfonamide (PSA) and phosphotungstic acid (PWA) supported on nano-silica have been prepared. Fourier transform infrared spectra (FTTR) and thermogravimctric analysis (TGA) were used to characterize the structure and thermal properties of obtained membranes. The analyses of water uptake, proton conductivity and mechanical properties of the membranes revealed that PWA and silica produced a beneficial effect on proton conduction of the membranes. The membranes with 50 wt% of PWA-SiQ2/PSA were mechanically stable and gave proton conductivity of 2. 57 × 10-2 S ?cm-1 at 90℃and 100% relative humidity. According to the obtained results, PWA and SiO2 doped PSA is a promising material for proton exchange membrane.     

DBP对大鼠睾丸支持细胞内Ca2+、线粒体膜电位及Caspase活性的影响

目的通过测定DBP对大鼠睾丸支持细胞内Ca2+、线粒体膜电位及Caspase活性的影响,探讨DBP是否通过影响线粒体膜电位而引起支持细胞凋亡.方法建立支持细胞原代培养体系,将细胞分为0.1%DMSO(对照组)、1 mg/L(低剂量组)、10 mg/L(中剂量组)、100 mg/L(高剂量组),分别处理细胞24 h;荧光分光光度计测定支持细胞内Ca2+的浓度,流式细胞仪检测线粒体膜电位,酶标仪测定Caspase-9和Caspase-3的活性.结果与对照组相比,高剂量组中Ca2+浓度明显升高,差异具有统计学意义(P0.05),而低、中剂量组与对照组比较无统计学意义(P0.05).DBP导致的线粒体膜电位升高在中、高剂量组中具有统计学意义(P0.05),随着DBP浓度的增加,Caspase-9与Caspase-3的活性升高,差异均具有统计学意义(P0.05).结论 DBP能显著降低支持细胞线粒体膜电位,改变线粒体膜的通透性,进一步升高Caspase-9及Caspase-3的活性,并最终导致睾丸支持细胞凋亡.     

锌离子的液膜渗透反应-扩散模型

建立了液膜萃取锌离子的数学模型。该模型考虑了液膜内水相及外水相的传质,油-水界面上萃取和反萃的络合反应速率以及液膜的破碎率。实验表明,在传质前期,本模型和渐进前沿模型都能较好地描述实际过程;在传质后期,本模型比渐进前沿模型更符合实验结果。     

天然水污染膜的物质研究

膜污染是膜在饮用水处理中遇到的最重要问题，为此，需要了解天然水中造成膜污染的物质．笔者通过扫描电镜观察，色质联机以及分子量分布手段分析膜清洗水，了解膜污染的物质构成．结果表明，引起膜污染的有机物主要是以烷烃类的非极性和弱极性的有机物；造成膜污染的无机离子主要是硅、铁、锌和锰等高价的阳离子，其中铁质量浓度最高．对膜清洗水进行的有机物分子量分布的测定表明，小分子量的DOC容易污染膜；而UV254无论分子量大小，都会对膜造成污染．     

Perovskite-type B-site Bi-doped ceramic membranes for oxygen separation

Novel mixed conducting oxides, B-site Bi-doped perovskites were exploited and synthesized.Cubic perovskite structures were formed for BaBi0.2CoyFe0.8-yO3-δ (y≤0.4) and BaBixCo0.2Fe0.8-xO3-δ(x=0.1-0.5).The materials exhibited considerable high oxygen permeability at high temperature.The oxygen permeation flux of BaBi0.2Co0.35Fe0.45O3-δ membrane reached about 0.77×10-6 mol/cm2.s under an air/helium oxygen partial pressure gradient at 900℃, which was much higher than that of other bismuth-contained mixed conducting membranes.The permeation fluxes of the materials increased with the increase of cobalt content, but no apparent simple relationship was found with the bismuth content.The materials also demonstrated excellent reversibility of oxygen adsorption and desorption.Stable time-related oxygen permeation fluxes were found for BaBi0.2Co0.35Fe0.45O3-δ and BaBi0.3Co0.2Fe0.5O3-δ membranes at 875℃.     

自养硝化与异养反硝化污泥膜污染特性的对比

以同步脱氮除磷连续流膜生物反应器小试稳定运行时的污泥为考查对象,采用序批式过滤试验对比考查硝化污泥与反硝化污泥的污染特性,并对不同电子供体下反硝化污泥的污染机理进行分析与探讨.研究结果表明:在25℃下乙酸作为电子供体下的反硝化速率(以VSS计)为13.8 mg/(g·h),高于乙醇的10.2 mg/(g·h)和甲醇的3.4mg/(g·h);反硝化污泥相对于硝化污泥溶解性微生物产物(soluble microbial product,SMP)中蛋白质类物质在＜1 kDa和＞ 100 kDa范围内含量的增多,成为导致污泥混合液中溶解性物质阻力增大的主要因素,从而增大溶解性物质在膜孔内部的堵塞的阻力,其中以甲醇为电子供体时的反硝化过程最为明显.反硝化过程污泥产生的胞外聚合物(extracellular polymeric substances,EPS)相对于硝化过程有所降低,且EPS中糖类与蛋白质类物质的相对疏水性的降低成为混合液中悬浮颗粒物质(suspend solids,SS)阻力降低的主要因素;硝化污泥与3种电子供体下产生的EPS相对分子质量分布上略有不同,但是傅里叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy,FT-IR)对EPS官能团的监测表明硝化过程与3种电子供体在反硝化过程中产生的EPS主要化学物质组成并没有发生变化,以乙酸为电子供体下反硝化过程后污泥的修正污染指数(modified fouling index,MFI)最小.     

膜生物反应器(MBR)在污泥膨胀情况下的运行状况分析

在膜生物反应器处理盥洗废水的工程实践中,由于进水中缺乏氮元素而常发生污泥的非丝状菌膨胀,对反应器的稳定运行产生了很大的影响.本文利用正交试验方法,针对污泥非丝状菌膨胀情况下膜生物反应器的运行状况进行了分析比较.     

复合式膜生物反应器处理盘龙区生活污水及中水回用设计

对昆明市盘龙区生活污水进行了检测分析并使用复合式生物膜法对污水进行了处理,处理结果基本符合国家标准,说明处理方案可行;对中水回用进行了研究与设计,提出了中水回用的设计方案,为盘龙区建立污水处理站提供理论及实验依据.