PbO_2电极上S_2O_8~(2-)离子阳极形成过程的研究

用分解稳态极化曲线的方法,在PbO_2阳极上,H_2SO_4和H_2SO_4-(NH_4)_2SO_4溶液中得到了相应于S_2O_8~(2-)形成和O_2发生的动态力学数据。在高于+2.25V的电位区,这两个反应的Tafel斜率都是2.303RT/βF(β=0.52～O.55),S_2O_8~(2-)形成的电流效率低于29％,且几乎不随阳极电位而改变。S_2O_8~(2-)的形成速度与溶液中硫酸离子浓度无关,而O_2发生速度随硫酸离子浓度的增大稍有减慢。提出了在高电位区S_2O_8~(2-)形成及O_2发生的机理。     

化学修饰炭黑在微生物燃料电池中的生物产电行为

研究发现微生物燃料电池从启动到稳定运行的过程中往往存在一种现象,就是在高电流密度下,微生物燃料电池的输出电压会出现逆转,从而限制了微生物燃料电池的规模化应用,以及它在污废水处理、脱盐等方面的功能.
　　前期研究发现,微生物燃料电池的性能逆转现象与阳极材料的电容性能有关.电极材料的电容越大,越有利于微生物燃料电池的产电性能稳定,换言之,阳极材料电容不足导致产电性能逆转.但是超级电容活性炭的制作工艺繁琐,成本高,且导电性弱,不能满足微生物燃料电池的应用需求.炭黑的导电能力强、化学稳定性高、成本低,但作为微生物燃料电池的阳极则产生产电性能逆转现象.
　　化学修饰(如酸、碱活化或者添加具有赝电容性质的金属氧化物等)可以提高材料的电容性能.低温条件(80 oC)下,对低电容材料—炭黑进行HNO3和KOH的化学活化处理,并在此基础上,进一步用5%Fe3O4修饰,采用辊压工艺,以质量分数为60%的聚四氟乙烯乳液为粘结剂,制作微生物燃料电池的阳极,与空气阴极构建单室微生物燃料电池系统.采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、比表面积测试、材料表面pH和X射线能量分析光谱(EDX)等手段表征炭黑活化前后的物理、化学性质;接触角润湿性测试表征活化前后电极表面的亲疏水性.电化学循环伏安法测试活化前后,电极的电子存储能力.
　　与蒸馏水的pH相比较,材料表面pH分析表明炭黑材料经化学活化处理后,其表面pH无明显变化; FTIR和EDX测试表明化学活化处理使得炭黑表面引入含O(N)官能团;吸附-脱附曲线分析表明化学活化后,炭黑的比表面积减小,微孔与介孔的体积比增加;接触角测试表明炭黑阳极活化处理后,电极表面亲水性增加;循环伏安测试证实,化学活化后的炭黑阳极电容得到0.1–0.8 F/cm2的增长.结合燃料电池的产电性能测试,发现只有当炭黑阳极电容不小于1.1 F/cm2时,微生物燃料电池的产电逆转现象才会消失.炭黑阳极的化学活化方法为微生物燃料电池的性能稳定提供了一种简便、低成本的方法.     

化学修饰炭黑在微生物燃料电池中的生物产电行为（英文）

研究发现微生物燃料电池从启动到稳定运行的过程中往往存在一种现象,就是在高电流密度下,微生物燃料电池的输出电压会出现逆转,从而限制了微生物燃料电池的规模化应用,以及它在污废水处理、脱盐等方面的功能.前期研究发现,微生物燃料电池的性能逆转现象与阳极材料的电容性能有关.电极材料的电容越大,越有利于微生物燃料电池的产电性能稳定,换言之,阳极材料电容不足导致产电性能逆转.但是超级电容活性炭的制作工艺繁琐,成本高,且导电性弱,不能满足微生物燃料电池的应用需求.炭黑的导电能力强、化学稳定性高、成本低,但作为微生物燃料电池的阳极则产生产电性能逆转现象.化学修饰(如酸、碱活化或者添加具有赝电容性质的金属氧化物等)可以提高材料的电容性能.低温条件(80℃)下,对低电容材料—炭黑进行HNO3和KOH的化学活化处理,并在此基础上,进一步用5%Fe3O4修饰,采用辊压工艺,以质量分数为60%的聚四氟乙烯乳液为粘结剂,制作微生物燃料电池的阳极,与空气阴极构建单室微生物燃料电池系统.采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、比表面积测试、材料表面pH和X射线能量分析光谱(EDX)等手段表征炭黑活化前后的物理、化学性质;接触角润湿性测试表征活化前后电极表面的亲疏水性.电化学循环伏安法测试活化前后,电极的电子存储能力.与蒸馏水的p H相比较,材料表面pH分析表明炭黑材料经化学活化处理后,其表面pH无明显变化;FTIR和EDX测试表明化学活化处理使得炭黑表面引入含O(N)官能团;吸附-脱附曲线分析表明化学活化后,炭黑的比表面积减小,微孔与介孔的体积比增加;接触角测试表明炭黑阳极活化处理后,电极表面亲水性增加;循环伏安测试证实,化学活化后的炭黑阳极电容得到0.1–0.8F/cm2的增长.结合燃料电池的产电性能测试,发现只有当炭黑阳极电容不小于1.1 F/cm2时,微生物燃料电池的产电逆转现象才会消失.炭黑阳极的化学活化方法为微生物燃料电池的性能稳定提供了一种简便、低成本的方法.     

共基质改善MFC处理链霉素废水及产电性能的研究

以K_3[Fe(CN)_6]和NaCl混合溶液为阴极液,以驯化的人工湖泊底泥为微生物菌种,以链霉素废水为阳极液,构建微生物燃料电池实验系统,研究添加共基质前后微生物燃料电池的废水处理效果与同步发电性能。结果表明,以链霉素废水为阳极液的微生物燃料电池的产电能力及废水处理效果均较差,并且随着链霉素浓度的增大而进一步恶化;但将葡萄糖作为共基质添加至阳极链霉素废水后,微生物燃料电池的产电能力和废水处理效果均显著提高。链霉素浓度为50 mg/L时,未添加共基质的微生物燃料电池处理链霉素废水的COD去除率为52%,产电电流密度为25 m A/m~2,输出电压为4.72 m V;添加共基质后,COD去除率为92%,稳态产电电流密度为300 m A/m~2,稳态输出电压为54 m V。     

微生物燃料电池处理餐饮废水及同步发电性能研究

针对食堂餐饮废水,建立微生物燃料电池实验系统,研究微生物燃料电池废水处理与同步发电性能。首先使用Fe(NO3)3溶液作为阴极电解液进行实验,证明餐饮废水生物降解及产电的可行性;分别采用NaCl溶液和K3[Fe(CN)6]溶液作为阴极电解液进行对比实验,研究不同运行环境下微生物燃料电池的发电性能和污水净化效果。结果表明,采用NaCl溶液和K3[Fe(CN)6]溶液作为阴极电解液时的COD去除率分别是30%和22%左右,平均电流密度分别为5.6和5.2mA/m2。在污水稀释比为2∶1、NaCl电解液浓度为0.4mol/L的情况下,微生物燃料电池系统的发电性能和净水效果达到最佳状态,稳态电流密度为8.8mA/m2,COD去除率为33.3%。     

[(CH_3)_4N]_2[Mo_2S_8O_2]的合成与晶体结构

S~(2-)作为配位方式多变的配位基,已为人们所知,而以S_4~(2-)为配位基的钼化合物,现在还为数不多。我们合成的[Mo_2S_8O_2]~(2-)不仅含有S_2~(2-)、S_4~(2-)基,还含有端基氧,其结构是很有趣的。混合(NH_4)_6Mo_7O_(24)·4H_2O和NH_2OH·HCl的水溶液,与K_2S反应后,用(CH_3)_4NBr沉淀,产物再用丙酮和DMF混合液重结晶,得[(CH_3)_4N]_2[Mo_2S_8O_2]的极薄的橙色片状晶体。其元素组成是:Mo 30.7,S40.5,C15.6,N4.3,H4.0(％);计算值为:Mo30.4,S40.8,C15.3,N4.6,H3.9(％)。     

层状钒青铜纳米片的制备及其锂离子电池阳极材料性能（英文）

室温下,在水溶液中将铵根离子和水分子插入到商用V_2O_5纳米颗粒的层间,制得了层状的钒青铜(NH_4)_2V_6O_(16)·H_2O]纳米片.该纳米片的尺寸为2～10μm,厚度为50～250 nm.与商用V_2O_5纳米颗粒相比,(NH_4)_2V_6O_(16)·H_2O纳米片用作锂离子电池(LIBs)的阳极材料时,其性能得到较大提升,包括大的可逆放电容量(0.1 A/g时为1148 mA·h/g)、出色的循环性能(循环70圈后在0.1 A/g时具有1002 mA·h/g的高容量)和高倍率性能(在0.1 A/g时具有1070 mA-h/g的可逆性能).研究结果表明,(NH_4)_2V_6O_(16)·H_2O纳米片可以作为锂离子电池优良的阳极材料,也有望应用于其它(如钠离子电池和锌离子电池等)可再充电电池.     

矿石及冶炼产品中元素硫的紫外分光光度法测定

用有机试剂溶出紫外分光光度法测定元素硫,国外早有报导,但国内尚未见到。本文拟定了用环已烷作为元素硫的抽取溶剂紫外分光光度法测定元素硫。试验表明,多种含硫化合物[Na_2S·H_2O,Na_2SO_3,Na_2S_2O_3·5H_2O,KCNS,(NH_2)_2CS]及金属化合物[Ca(NO_3)_2·4H_2O,Pb(NO_3)_2,Bi(NO_3)·5H_2O,     

固相配位化学反应研究——ⅩⅩⅧ MoS42-的固相成簇反应

本文研究了(NH_4)_2MoS_4和(n-Bu)_4NBr之间以及(Ph_4P)_2MoS_4自身的两个固相成簇反应。在不同温度、不同气氛反应条件下分别合成了[Ph_4P]_2[Mo_3O_2S_9]、[(n-Bu)_4N]_2[Mo_2O_2S_6]、[(n-Bu)_4N]_2[Mo_2OS_7]和[(n-Bu)_4N]_2[Mo_3S_9]。并进行了红外光谱,电子光谱、熔点和X—射线分析测定。     

伯胺N_(1923)硝酸盐从硫代硫酸盐溶液中萃取银(Ⅰ)的机理

本文研究了伯胺N_(1923)硝酸盐(RNH_3NO_3)从硫代硫酸盐溶液中对Ag(I)的萃取。结果表明,Ag(I)同时以AgS_2O_3~-和Ag(S_2O_3)_2~(3-)两种形式萃入有机相。     

介孔Co3O4多面体的制备及电化学性能

通过水热处理Co(NO₃)₂与(NH₄)₂S₂O₈合成了CoOOH多面体, 再经高温煅烧得到具有介孔结构的Co₃O₄多面体; 利用扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)、 X射线衍射(XRD)和N2吸附\|脱附实验等手段对其结构和组成进行了表征; 研究了反应时间、 反应温度及(NH₄)₂S₂O₈浓度等因素对CoOOH多面体形貌的影响, 分析了CoOOH多面体的形成机理. 性能测试结果表明, 该介孔Co₃O₄多面体具有良好的葡萄糖电化学检测活性, 检测线性范围为0.05~1.8 mmol/L, 响应灵敏度为148 μA·cm^-2·mmol·L^-1, 检出限为1 μmol/L.     

过硫酸钾-脲氧化还原引发下的丙烯酰胺水溶液聚合

为制备高分子量聚丙烯酰胺(PAM),对其引发体系,尤其是对氧化还原引发做了许多探索^[1]。     

液相共存成分对氨法脱碳吸收液解吸CO2的影响研究

考察了烟气中SO₂、NO_x和CO₂与氨水的反应机理,研究了模拟解吸液解吸过程中主要液相共存成分,如(NH₄)₂SO₃、(NH₄)₂SO₄、NH₄NO₃、NaCl、NH₄Cl和(NH₄)₂CO₃对CO₂解吸的影响.研究表明,不同液相共存成分、质量分数、pH值、表面张力等对CO₂解吸产生一定影响,大部分液相共存成分的存在,会降低脱碳溶液CO₂的解吸量.质量分数低于10％的液相共存组分对脱碳吸收液CO₂解吸过程的制约作用依次为(NH₄)₂SO₃>NH₄NO₃>(NH₄)₂SO₄>NaCl>(NH₄)₂CO₃.因此,在碳捕集前应对烟气中的杂质成分进行脱除,减少其对解吸液理化特性的影响.     

痕量银的催化动力学光度法研究——银(Ⅰ)-乙二胺-过硫酸铵-还原型酚酞新体系

催化动力学法测定银的指示反应多为配他体取代反应与氧化还原反应,通常以后者的灵敏度较高,重现性较好,Mueller依据过硫酸钾-对氨基苯磺酸-乙二胺反应体系建立的催化动力学法,其灵敏度达1×10^-3μg/ml。     

Chlorine substitution in poly(arylamine)s during synthesis and protonation in hydrochloric acid

The effects of varying the oxidant/monomer ratio in the polymerization of aniline, N-phenyl-p-phenylenediamine and N,N′-diphenylbenzidine in a hydrochloric acid solution of (NH₄)₂S₂O₈ were investigated. With the first two monomers, increasing the oxidant/monomer ratio from 0·3 to 3 results in a substantial increase in polymer yield but the extent of covalent bond formation between chlorine and the polymer is also increased. In addition, differences in the N/C and imine/amine ratios, and in thermal stability, are evident in the polymers synthesized at different oxidant/monomer ratios. The degree of polymerization of N,N′-diphenylbenzidine is low and it exhibits a very high susceptibility to chlorine substitution in the reaction mixture. A comparison of the extent of chlorine substitution is made among polymers synthesized in (NH₄)₂S₂O₈/HCl, and polyaniline base and aromatic amine monomers treated with HCl of the same concentration.     

Crystallization of Ammonium Nitrate Under Organised Monolayers at Air-Aqueous Interface

The crystallization of NH₄NO₃ under compressed Langmuir monolayers of carboxybe-taine(C₂₂N₃COO^-),C₂₂H₁₅N(CH₂)₃(CH₂)₃COO^--[C₂₂N₃COO^-] and dioleoyl-L-a-lecithin(DOPC) was studied by means of π-A. ΔV-A and fluorescence microscopy (FM). The surface pressure, surface potential and molecular area of C₂₂N₃COO^- were decreased on the NH₄NO₃ solution subphase. The surface pressure and molecular area of DOPC was increased. The surface potential of DOPC was decreased. We can directly observe the surface crystallization of NH₄NO₃ by FM. The results revaled that C₂₂N₃COO^- monolayer was the promoter of NH₄NO₃ surface crystallization. In contrast,DOPC monolayer was the inhibitor of the surface crystallization of NH₄NO₃.     

多核多氧硫钼酸盐化合物的合成及质子传导性能

质子交换膜燃料电池(PEMFC)因能量转化率高、 污染小、 工作温度低、 启动速度快而被广泛应用. Nafion系列膜成本高、 结构特性模糊, 阻碍了质子传导性能的进一步提高和对传导机理的精确理解. 因此开发具有结构明确、 传导路径清晰的高质子传导率的晶态材料对于燃料电池领域具有重要意义. 本文利用有机配体5-羟基间苯二甲酸作为模板诱导[Mo₂S₂O₂]²⁺阳离子, 自组装成一种多核多氧硫钼酸盐簇[N(CH₃)₄]₂H₂· [(Mo₂S₂O₂)₈(OH)₁₆(C₈O₅H₄)₂]·22H₂O(Mo₁₆). 该化合物清晰明确的结构和结构中存在的密集氢键网络可用于进行质子传导性能的研究. 交流阻抗测试结果表明, Mo₁₆在宽温度范围内具有较高的质子传导性能. 在97%湿度(RH), 85 ℃条件下其质子传导率可达1.9×10^-2 S/cm, 表明该化合物具有作为高效质子导体的良好前景.     

Structural Characterizations of Spherical Octadecavanadates Encapsulating Na+, K+ or I- and Ellipsoidal Octadecamolybdate Encapsulating two Anions of SO42-

Polyoxoanions of tungsten, molybdenum, and vanadium have been the subject of interest since their wide variety of compositions, structures, and properties give rise to numerous important applications^[1]. From the NH₄VO₃/Na₂S_x (or (NH₄)₂S_x) reaction system we synthesized several spherical octadecavanadates with Na⁺,K⁺, NH₄⁺ or I encapsulated using hydrothermal method. These complexes include (NH₄)₁₁[V₁₈O₄₂(Na)]·(H₂O)₂₀ 1; (NH₄)₁₁[V₁₈O₄₂(K)]·(H₂O)₆, 2; (NH₄)₁₀(Na)[V₁₈O₄₂(Na)]·(H₂O)₂₆, 3; (NH₄)₁₁[V₁₈O₄₂(NH4]·(H₂O)₂₀, 4; and (NH₄)₂₀(I)₇[V₁₈O₄₂(I)]·(H₂O)₁₂, 5, in which the structures of 1, 2, 3, and 5 have been determined by X-ray analyses. In the analogous reaction system of (NH₄)₂MoS₄/(NH₄)₂S_x, we also obtained one ellipsoidal octadecamolybdate, (NH₄)₄[Mo₁₈O₅₄(2SO₄)]·(H₂O)₄, 6 with a standard Wells-Dawson structure^[2]. The Ortep drawings of the two kinds of structures are viewed as follows.