以养殖废水为底料的微生物燃料电池产电性能与水质净化效果

以养殖场沼泥为接种物,构建了乙二胺、三氯化铁改性碳毡阳极的单室无膜微生物燃料电池,探讨了2种阳极改性电池的产电规律,考察了其去除养殖废水中COD、氨氮的效果以及臭味的表观性状变化。结果表明,以葡萄糖为底物时,乙二胺、三氯化铁改性阳极微生物燃料电池在启动20 d和22 d后分别达到稳定,输出电压分别为0.514 V和0.527V(外阻为500Ω),对应输出功率密度分别为332 mW/m2和349 mW/m2。逐渐增大废水投加比例至原水时,2个电池的最大功率密度分别为208 mW/m2和158 mW/m2,COD去除率分别为85%和78%,氨氮去除率分别为52%和45%。此外,养殖废水的臭味去除效果明显。因此,构建的2种改性阳极微生物燃料电池可以利用养殖废水产电,同时使水质得到一定程度的净化。     

石墨烯/血红素仿生涂层促进电活性微生物产电的效应和机理研究

阳极输出效率是决定生物电化学系统(BESs)能否实现工程化应用的基础和关键.但微生物/阳极界面的低效电子传递阻碍了 BESs整体输出效率的进一步提升.本研究通过模拟细胞色素c构建了一种石墨烯/血红素(GN/Hemin)复合仿生材料修饰的高性能BESs阳极.通过监测电活性菌ShewanellaloihicaPV-4的电能...     

助剂工业中的环境荷尔蒙问题

环境荷尔蒙是对人类健康和生态环境危害有很大的一类化学物质。介绍了环境荷尔蒙的危害、种类、特性及检测方法,阐述了助剂工业中环境荷尔蒙产生的根源及防治措施。     

锌锰电池正极材料净化模拟废水中磷的研究

研究利用废旧锌锰电池的阳极材料净化模拟废水中的磷,探讨了净化过程中pH、吸附剂用量、反应时间和磷初始浓度等操作条件对磷净化效果的影响,找出了适宜的操作条件并对净化过程的机理进行了分析。通过试验发现pH对磷净化过程有显著影响,含磷废水净化过程中适宜的pH为8.0;随着吸附剂加入量的增加和初始溶液的降低,磷的净化率逐渐增加。锌锰电池正极材料对水中磷的净化过程速度较快,5 min即可使磷的吸附率达到93.41%。对平衡吸附容量数据进行回归分析发现磷净化过程的吸附等温线可以用Langmuir方程和Freundlich方程表示,Langmuir方程参数Q0为12.41 mg/g,Freundlich方程参数n为2.927,用不同的动力学模型对试验数据进行回归分析发现吸附剂对水中磷的吸附过程符合假二级模型。锌锰电池正极材料可以有效净化废水中的磷。     

Al-Zn-Sn-Ce牺牲阳极干湿交替环境电化学性能研究

目的 为满足高强钢装备的阴极保护要求,开展新型干湿交替环境牺牲阳极电化学性能测试,评价材料的阴极保护效果。方法 采用高温熔炼方法,制备Al-Zn-Sn-Ce低电位牺牲阳极试样,进行不同浸水率下(干湿态环境时间比为1:1、3:1和7:1)的干湿交替环境牺牲阳极电化学性能试验、电化学表征测试及腐蚀微观形貌表征,通过对比试验数据和材料形貌表征结果,综合分析铝合金牺牲阳极在干湿交替环境下的电化学性能,探究干湿交替环境因素对阳极溶解行为的影响。结果 Al-Zn-Sn-Ce牺牲阳极在多种试验环境下的工作电位为‒0.70~‒0.81 V(vs. SCE),符合高强钢阴极保护电位需求,阳极表面溶解形貌相对均匀,表面阴阳极电化学微区分布均匀。随着干湿态试验环境时间比的增加,阳极工作电位出现正移,干态环境下表面腐蚀产物的沉积和结壳导致阳极活化溶解能力下降,而干湿态环境时间比最大时,阳极自腐蚀反应得到一定的抑制,阳极电流效率均保持在75%以上。结论 随着干湿态试验环境时间比的增加,牺牲阳极在干湿交替试验环境中的工作电位出现正移。由于干态环境下表面腐蚀产物的沉积和结壳,导致阳极活化溶解能力下降,但自腐蚀反应得到抑制。Al-0.7Zn-0.1Sn-0.1Ce低电位牺牲阳极在复杂干湿交替环境中表现出良好的阴极保护性能。     

Electro-oxidation of Ni (II)-citrate complexes at BDD electrode and simultaneous recovery of metallic nickel by electrodeposition

The simultaneous electro-oxidation of Ni (II)-citrate and electrodeposition recovery of nickel metal were attempted in a combined electro-oxidation-electrodeposition reactor with a boron-doped diamond (BDD) anode and a polished titanium cathode. Effects of initial nickel citrate concentration, current density, initial pH, electrode spacing, electrolyte type, and initial electrolyte dosage on electrochemical performance were examined. The efficiencies of Ni (II)-citrate removal and nickel metal recovery were determined to be 100% and over 72%, respectively, under the optimized conditions (10 mA/cm², pH 4.09, 80 mmol/L Na₂SO₄, initial Ni (II)-citrate concentration of 75 mg/L, electrode spacing of 1 cm, and 180 min of electrolysis). Energy consumption increased with increased current density, and the energy consumption was 0.032 kWh/L at a current density of 10 mA/cm² (pH 6.58). The deposits at the cathode were characterized by scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive spectrometry (EDS), X-ray diffraction (XRD), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). These characterization results indicated that the purity of metallic nickel in cathodic deposition was over 95%. The electrochemical system exhibited a prospective approach to oxidize metal complexes and recover metallic nickel.     

装备外部冷却方法及在环境试验中的应用概述

首先简述了机载电子装备冷却的基本要素。其次,详细介绍了机载电子装备环控通风冷却、液体冷却方式的具体要求及不同的接口方式。然后,通过实例介绍了装备的不同冷却方式、方法及在实际中的应用。通过试验研究发现,不同的冷却方式不仅对机载电子装备本身有不同程度的影响,还对机载电子装备在环境试验过程中产生极大的影响,从而提出在实际应用中,应着重依据分析的内容考虑机载电子装备需采用的冷却方式,以达到最好的实施效果。     

铝合金牺牲阳极深海应用性能研究

目的评价铝合金牺牲阳极在深海环境的电化学性能。方法通过利用中国船舶重工集团公司第七二五研究所深海试验技术和装置,原位测量三种铝合金牺牲阳极在南海1200 m深海环境的电化学性能。结果三种阳极在1200 m深海环境下的开路电位均在?1.17 V左右,工作电位在?1.11～?0.91 V范围内。1#和2#阳极的实际电容量小于2400A?h/kg,电流效率约为80%,表面存在明显的优先溶解和晶粒脱落现象,表面腐蚀产物有结壳现象发生。3#阳极的实际电容量约为2500A?h/kg,电流效率大于85%,表面微观溶解形貌相对均匀,但表面存在大面积未溶解区域,且腐蚀产物不易脱落。结论该研究结果为深海工程装备阴极保护设计提供了支撑。     

石墨烯掺杂聚苯胺阳极提高微生物燃料电池性能

微生物燃料电池（microbial fuel cell,MFC）技术可分解代谢污染物质并同步输出电能,在环境及能源领域吸引了越来越多的关注.但是,输出功率密度较低、成本较高、底物降解率低等特点限制了其实际应用,其中阳极是主要限制因素之一.本研究选取具有优异导电性、大比表面积的石墨烯和生物相容性较好的聚苯胺（polyaniline,PANI）,并优化二者比例关系,制备得到石墨烯掺杂PANI复合材料.将复合材料涂覆在玻碳电极表面分析电化学性能,循环伏安（cyclic voltammetry,CV）和线性伏安扫描（linear sweep voltammetry,LSV）测试结果均显示石墨烯含量占比20%的复合电极（20%石墨烯）电化学性能最好.将复合材料修饰在碳布表面作为MFC阳极时以石墨烯含量占比5%的复合电极（5%石墨烯）生物电化学性能最佳,LSV得到最大输出功率密度为（831±45）mW·m^-2,分别是20%石墨烯、1%石墨烯、石墨烯、PANI、碳布阳极的1.2、1.3、1.3、1.5、1.8倍.最大输出电压、开路电压、化学需氧量去除率、库仑效率、生物量密度均以5%石墨烯电极最高.电化学阻抗分析表明5%石墨烯电极极化内阻仅为（24±2）Ω,是碳布电极的19.8%.电化学和生物电化学性能并不完全一致,说明电极材料的生物相容性是影响MFC性能的主要因素之一.5%石墨烯阳极充分发挥了石墨烯和聚苯胺的优点,提高了MFC的产电性能.     

海水管道内壁外加电流系统棒状辅助阳极保护距离探讨

目的研究不同管径海水管道在静态及不同海水流速环境中外加电流系统棒状辅助阳极对管道内部腐蚀防护的规律。方法模拟海水管道实海环境,对管道施加棒状辅助阳极外加电流阴极保护,连续测定管道不同部位保护电位,由此得到防护规律。结果静态试验中,随管径变小,最大保护距离越短,当管径直径≤100 mm时,棒状辅助阳极基本起不到保护作用,不适宜用此种方法保护。动态试验中,同一管径的管道,流速越大,保护效果越差,但影响不大,流速在2~4 m/s之间保护距离差异不大;不同管径,仍如静态实验结果相似,随管径变小,保护距离越短。结论棒状辅助阳极在海水管道中的保护距离有限,且不适合小管径管道,要想提供管道长距离稳定的保护效果需考虑其他方式。