High-performance Si-Containing anode materials in lithium-ion batteries:A superstructure of Si@Co–NC composite works effectively

To mitigate the massive volume expansion of Si-based anode during the charge/discharge cycles, we synthesized a superstructure of Si@Co–NC composite via the carbonization of zeolite imidazolate frameworks incorporated with Si nanoparticles. The Si@Co–NC is comprised of Si-nanoparticle core and N-doped/Co-incorporated carbon shell, and there is void space between the core and the shell. When using as anode material for LIBs, Si@Co–NC displayed a super performance with a charge/discharge capacity of 191.6/191.4 mA h g-1 and a coulombic efficiency of 100.1％ at 1000 mA g-1 after 3000 cycles, and the capacity loss rate is 0.022％ per cycle only. The excellent electrochemical property of Si@Co–NC is because its electronic conductivity is enhanced by doping the carbon shell with N atoms and by incorporating with Co particles, and the pathway of lithium ions transmission is shortened by the hollow structure and abundant mesopores in the carbon shell. Also, the volume expansion of Si nanoparticles is well accommodated in the void space and suppressed by the carbon host matrix. This work shows that, through designing a superstructure for the anode materials, we can synergistically reduce the work function and introduce the confinement effect, thus significantly enhancing the anode materials' electrochemical performance in LIBs.     

牺牲阳极的阴极保护电位的测定与比较

采取连续实车监测的方法,对安装不同材料牺牲阳极的两栖车辆的车体电位进行了采集.通过数据整理和分析得出,五元和六元牺牲阳极保护方案都不能够为车辆提供足够的保护电位,但是五元要比六元牺牲阳极的极化速度慢.与五元牺牲阳极相比较,六元牺牲阳极更适合应用于干湿交替特点的两栖车辆.     

Pd/TiO2光催化苯甲酸水溶液产氢性能研究

为了探讨在光催化分解水(下称光解水)制氢反应中含苯有机废水作为牺牲剂的可行性,以光沉积法制备了Pd/TiO₂〔w(Pd)为0.5%〕模型催化剂,并且通过XRD(X射线衍射)、BET(N₂物理吸附)、TEM(透射电镜)、XPS(X射线光电子能谱)和UV-vis DRS(紫外-可见漫反射吸收光谱)等表征手段考察了催化剂的微观结构及性质, 使用泊菲莱Labsolar-Ⅲ AG系统评价了苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯三甲酸作为牺牲剂的光催化性能. 结果表明:引入的Pd以Pb0和Pb2+高度分散在TiO₂基底表面,未改变TiO₂的晶体结构;与TiO₂相比,Pd/TiO₂具有更大的比表面积、更小的孔径和更强的光吸收性能. 苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯三甲酸光解水产氢速率分别为4.264、6.429和5.400 mmol/(g·h),分别为空白处理〔无牺牲剂,0.733 mmol/(g·h)〕的5.8、8.8、7.4倍. 依据乙酸和三氟乙酸的光解水产氢速率数据及结构特征,初步探讨了苯甲酸参与价带空穴氧化反应的机理,发现光解水产氢速率的大小与苯甲酸牺牲剂的还原性强弱、羧基个数以及空间位阻有关,表现为牺牲剂发生photo-Kolbe脱羧反应越容易、羰基数目越多、空间位阻越小,其光解水产氢速率越高. 未来应进一步探寻高效、稳定的模型牺牲剂,以应用于氢能源生产研究.      

海洋工程用新型牺牲阳极设计与性能研究(Ⅰ)——小尺寸阳极静态海水试验研究

目的设计一种新型牺牲阳极,满足海洋工程钢结构阴极保护不同时期保护电流需求,节约牺牲阳极用量。方法通过改变常规阳极面积与质量比,分别设计面积相同和质量相同的新型阳极和常规阳极,并进行静态海水阴极保护对比试验。结果面积与常规阳极相同的新型阳极,在节约质量近50%的基础上,实现了与常规阳极相近的发生电流;质量与常规阳极相同的新型阳极,表面积增加近70%,实现了初期发生电流增加18%,试验阶段发生电流增加14%,被保护钢试样的快速极化。结论通过增加常规阳极面积与质量比,降低接水电阻,增加发生电流的设计思路是可行的。     

铝阳极电凝聚处理活性黑KN-B染料模拟废水

对铝阳极电凝聚处理活性黑KN-B模拟废水进行了初步的实验研究.考察了电流密度、初始pH值、电解质浓度及种类、温度、染料浓度等因素的影响.结果表明,在一定实验条件下,活性黑KN-B模拟废水的脱色效率可达到88%;电流强度、染料浓度、电解液初始pH值、氯化钠电解质浓度、温度对染料溶液脱色效率的影响明显,而硫酸钠电解质浓度对脱色效率的影响不显著;在电凝聚处理过程中,主要作用机理是吸附网捕占主导地位;活性黑KN-B在阴极上发生了还原反应.     

电氧化法处理垃圾渗滤液膜滤浓缩液的试验研究

垃圾渗滤液膜滤浓缩液是垃圾渗滤液经生物降解后再经RO或NF膜截留的残余液,可生化性差、含盐量高、处理困难。本文采用电氧化法处理纳滤浓缩液,试验结果表明:电氧化法在纳滤浓缩液的处理上具有优势。在反应时间6h,对纳滤浓缩液的COD,TDS,Cl~-去除率分别达到82%,12%,51%,吨水耗电45k W·h。本试验研究在处理效果、能耗等方面达到了预期效果,为电氧化技术在纳滤浓缩液处理中的实际应用取得突破。     

IrO2/Ta2O5-石墨电Fenton降解对硝基酚的研究

采用最高的电化学稳定性钛基镀IrO2/Ta2O5为阳极,以石墨为阴极,通过外加Fe2+,构成一种新的高效电Fenton体系对难降解有机物对硝基酚(4NP)废水进行了降解研究。在最佳工艺条件:恒电流0.3A,Na2SO4浓度3g/L,Fe2+浓度为1mmoL/L,曝气量40mL/min,初始pH为5.30对100mg/L的4NP电解2h,COD去除率达84%。并且钛基镀IrO2/Ta2O5阳极相对于目前常用的Pt、PbO2等阳极具有特有的优势,为废水处理中选择新型阳极材料和新的反应体系提供了新思路。     

黄连素制药废水的电化学预处理试验

采用Ti基RuO₂涂层形稳电极为阳极,研究了电化学方法对黄连素制药废水的处理效果. 考察了废水初始pH,电极板间距及电流强度对废水中黄连素及COD_Cr去除率的影响,确定了电化学法处理黄连素制药废水的最佳条件. 结果表明,废水初始pH为5.13～9.07,电流强度为50.0 mA/cm2,电极板间距为1.0 cm,处理120 min,电化学法对黄连素制药废水处理效果较好;初始pH为7.05时黄连素和COD_Cr的去除率分别达到97.5%和60.5%. 同时,研究了处理过程中废水可生化性的变化规律,并在此基础上计算了电化学法处理黄连素制药废水的能耗. 结果显示,电化学方法是一种非常有效的黄连素制药废水预处理方法,出水的可生化性明显提高,ρ（BOD₅）/ρ（COD_Cr）（B/C比）高达0.800左右.      

铝电解预焙阳极沥青烟净化技术研究进展

随着铝厂等企业生产规模的扩展,相应炭素企业也得到迅速发展,其排放的沥青烟污染日趋严重,大力研究开发能广泛应用的沥青烟污染控制技术已迫在眉睫.介绍了国内外铝电解用炭素阳极焙烧炉沥青烟的净化处理研究现状,详细评述了现有沥青烟气的治理技术及存在的问题,提出为解决沥青烟治理中亟需解决的关键问题,可从量子理论出发研究其粘附机理,分析沥青烟粘结性能与沥青烟相分布、成分组成之间的关系,研制改善沥青烟粘性的特效添加剂,可达到高效净化沥青烟的目的,并可推动电解铝及相关行业的可持续发展.     

卤素法电镀锡阳极泥中锡的碱浸回收及动力学分析

以NaOH溶液为浸出剂,采用碱浸法回收卤素法电镀锡阳极泥中的锡,考察了浸出效果的影响因素,并对浸出过程的动力学进行了研究。实验结果表明:在NaOH质量浓度200 g/L、反应温度90℃、液固比6、反应时间240 min的最佳工艺条件下,锡的浸出率约为98%;最佳工艺条件下,浸出液中的氟离子对后续锌粉置换回收锡没有影响;在303.15~363.15 K范围内,该浸出过程主要受内扩散控制,反应活化能为9.725 k J/mol。