气体火焰驻波演示实验的理论分析

对通过声场使可燃气体产生火焰驻波的波形进行研究,得出火焰驻波在波节处(固定反射端)出现火焰,在波腹处几乎不出现火焰的结论,理论分析与实验观测相符.     

高容量亚胺基二乙酸型螯合树脂的制备及吸附性能

以甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)为单体, 氯甲基化的交联聚苯乙烯树脂(CMCPS)为大分子引发剂, CuBr/2,2'-联吡啶(Bpy)为催化剂, 采用表面引发原子转移自由基聚合(SI-ATRP)技术, 使甲基丙烯酸缩水甘油酯聚合在CMCPS树脂表面, 制得了环氧化聚合物. 将该聚合物与亚胺基二乙酸(IDA)反应, 制备了高容量亚胺基二乙酸型螯合树脂(IDA-PGMA-CMCPS), 用元素分析对其进行了表征. 考察了螯合树脂对Cu²⁺的吸附性能及动力学和热力学参数. 该螯合树脂表面IDA接枝密度达8.15 mg/m². 研究结果表明, 树脂对Cu²⁺的吸附量随离子浓度和温度的升高而增加, 当pH值为2.2时, 对Cu²⁺离子的吸附效果最佳. 树脂的静态饱和吸附容量为1339.66 mg/g, Langmuir和Freundlich方程均呈现良好的拟合度. 通过热力学平衡方程计算ΔG<0, ΔH=270.60 kJ/mol, ΔS>0, 表明该吸附过程是自发、 吸热、 熵增加的过程. 动力学研究结果表明, 准二级动力学方程能较好拟合动力学实验结果, 该过程符合准二级动力学模型.     

用于高效析氧反应的交联多孔镍阵列的合理构建

为应对世界能源格局的巨大变化,追求高效绿色能源技术研究始终是一个热点.通常,电化学水分解被认为是最有潜力的环境友好型能量转换策略之一.氧气释放反应(OER)作为水分解的必要过程依赖于低成本高效电催化剂的发展.目前,贵金属氧化物(如氧化铱/氧化钌)被认为是碱性溶液中最高效的OER催化剂.然而,高成本、稀缺性和不稳定性阻碍了它们的广泛应用.因此,探索成本低廉且高效的OER电催化剂成为现今工作的重点.以过渡金属为基础的催化剂因其天然丰度、较高的催化活性、低廉的成本和较好的循环稳定性受到人们的青睐.其中,包括氢氧化镍、氧化镍、硫化镍、磷化镍等在内的镍基化合物是最有代表性的研究对象.到目前为止,已有很多工作对镍基材料进行优化来增强其电子导电性和电化学活性面积,从而大大提高了OER催化性能.但是,这些非阵列的镍基材料由于物质团聚导致反应活性位点被覆盖,??g?遫圃?h??圃???遫圃????圃}圃j?遫圃????}圃悍?遫圃?h??圃肍???遫圃f???灚圃肏?遫圃??悐?肐????遫圃同时平面或者粉末状的结构使得材料表面与电解液的接触面积有限,因而催化性能受到限制.相比之下,无粘合剂的3D多孔镍结构通过增加可接触面积和电化学活性位点来改善电催化活性,交联结构也为电子传输和离子扩散提供了更丰富和更短的传输通道,从而提高了催化剂的导电性,有利于电催化性能的提高.本文通过简便的一步电沉积方法合理地设计了具有交联多孔结构的3D镍阵列作为碱性溶液中自支撑的高效OER电催化剂.SEM图清晰地展示了3D多孔镍阵列的形貌特征.3D镍与基底结合紧密且均匀有序地生长,表现出高度交联分支的多孔结构,样品由许多直径为0.5–1.5μm的镍颗粒构成,阵列的孔洞直径为5–10μm.对3D多孔镍阵列的形成机理进行了探讨.利用TEM和XRD对样品进行了微观结构和物相的进一步表征,发现镍分支由200–400 nm的纳米颗粒组成.通过晶面间距、电子选区衍射和XRD图谱确定合成了镍的纯相,并与泡沫镍的形貌和物相进行了对比.样品的电催化性能测试表明,与泡沫镍相比, 3D多孔镍表现出优越的OER电催化性能,具有较低的过电位(50 mA cm~(–2)时为496 mV)、较小的Tafel斜率(43m V dec~(–1))、较小的电阻、较大的电化学活性面积以及碱性溶液中的长期稳定性(24小时后无衰变).同时,我们在对3D多孔镍催化性能提高的原因进行了分析.本文提出的合理设计策略可为其他先进3D多孔材料的构建以及电催化剂的改进提供一个新思路.