电喷法合成TiO2纳米纤维与微米球及其光催化制氢性能

采用电喷法合成了TiO2纳米纤维与微米球.通过X射线粉末衍射、扫描电镜、紫外可见漫反射光谱和比表面积与孔径分析,对TiO2纳米纤维与微米球进行了结构表征.详细研究了影响TiO2纳米纤维与微米球成型的各种因素.结果表明,电喷所用的聚合物溶液的黏度是TiO2纳米纤维与微米球成型的关键因素.光催化分解水制氢测试表明,与TiO2纳米颗粒相比,TiO2纳米纤维与微米球的光催化分解水产氢活性分别提高了80%和60%.     

PbO2/Sb-SnO2/TiO2纳米管阵列电极电化学氧化降解罗丹明B

罗丹明B(RhB)在印染废水中广泛存在,具有难降解和易积累等特点,严重威胁生态系统和人类健康,因此寻找一种高效、清洁、经济的处理方法引起人们的广泛关注.电化学氧化法因其操作简单、环境友好等特点而广泛应用于难处理废水或有毒废水的降解,但过多的能源消耗限制了其进一步应用.在电化学氧化过程中,电极材料的选择是影响电催化性能的重要因素之一,目前的电极材料主要有硼掺杂金刚石电极、IrO_2电极、Ru O_2电极和PbO_2电极等.在这些电极材料中,PbO_2电极因价格低廉、导电性良好、化学稳定性好及析氧电位高等优点而成为具有潜力的电极材料之一.近年来,为了提高PbO_2电极的电催化活性和稳定性,研究者对其进行了一系列掺杂改性,如Cu, Bi, Ce, Fe和F等金属或非金属掺杂,以及与TiO_2, SnO_2, ZrO_2, Co3O4和TiN等其他化合物复合等.相比于传统的PbO_2电极基底Ti, TiO_2纳米管阵列具有高度有序、垂直取向、表面积大及亲水性良好等优势,这些特性可使其成为一个更好的载体,关于其做基底负载电催化活性层的研究引起了人们的广泛关注.本文以TiO_2纳米管阵列作为基体,通过微波法沉积Sb-SnO_2中间层,电沉积法沉积PbO_2b表层(含α-PbO_2内层和β-PbO_2外层),制得一种复合DSA阳极材料,并将其用于处理Rh B废水.通过扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)和电化学测试等手段对该复合电极进行了表征,系统探讨了RhB初始浓度、电流密度、pH值、温度和氯离子浓度等因素对电化学氧化降解过程的影响,并对电极稳定性及Rh B降解机理进行了深入研究.SEM和XRD结果表明, PbO_2/Sb-SnO_2/TiO_2纳米管阵列电极表面涂层覆盖紧密,电化学测试结果表明该电极寿命达815h.RhB电化学氧化实验结果发现, RhB降解过程遵循准一级动力学模型,且高的电流密度、中性环境、低温和氯离子的添加均有利于其降解,但电流密度过高以及人工降温均会造成能耗过大,而氯离子的加入会带来潜在的二次污染,故在实际应用中需根据实际情况进行调节.此外,通过系统研究不同参数的影响,发现该复合电极对外界环境具有较强的适应性及催化能力,而降解机理的提出有利于我们更好地研究降解过程中变化.综上可知,该复合电极较强的稳定性及催化活性使其在电化学氧化降解废水中具有较大潜在应用前景.     

阴极电流密度对电化学除垢技术生成水垢的影响

针对不同阴极电流密度下生成的水垢样品,通过扫描电镜及X射线衍射技术分析了样品表面形貌与晶型组成.结果显示:加电过程会极大地改变水垢的形貌及晶型,使其由不加电时100％方解石水垢转变为以文石占主要成分的混合水垢;在15 A/m2及20 A/m2低电流密度下生成的水垢中文石的质量分数分别为90.23％及82.65％,远超过50 A/m2高电流密度情况(69.37％),且形貌上也有所改变,表明阴极电流密度不仅会影响水垢的宏观处理效果,也会影响微观形貌及结构组成.该结果可为电化学除垢技术研究提供参考.     

检修期间核电安全壳内挥发性有机化学品的挥发特性研究

针对核电安全壳内检修期间挥发性有机化学品挥发量及挥发特性不明确,由此可能带来火灾隐患的问题,使用一种密闭空间内有机化学品挥发动力学在线检测系统,对其中具有较高挥发性的有机化学品的挥发组分进行了定性和定量测定。测试了6种挥发性有机化学品,获得了化学品的挥发动力学曲线及拟合方程,并通过计算获得了其挥发速率方程。以检修期间化学品使用厚度为0.5mm为例,以挥发时间t=1h和t=2h时的挥发速率对该6种化学品完全挥发时间进行了计算,结果表明:用量最大的威第尔清洗剂的挥发时间分别达到23.46h(挥发速率r(t=1h),40℃)及33.31h(r(t=2h),40℃),实测挥发时间为27.4h;螺栓清洗剂的挥发时间分别达到49.59h(r(t=1h),40℃)和69.43h(r(t=2h),40℃),实测的挥发时间为60.0h;以最大挥发时间计,有望显著缩短安全壳打压前的通风时间。研究结果对于缩短检修时间、提高机组运行效率具有重要指导意义。     

核电安全壳中主要有机化学品挥发特性影响因素研究

针对核电安全壳检修期间挥发性有机化学品的挥发动力学特性影响因素不明确,导致难以在确保无因挥发性有机物积累所导致的火灾风险的前提下进一步优化打压前的通风时间的问题,通过模拟核电安全壳通风状态,使用质量损失法测试了不同温度和空间气体速度下主要挥发性有机化学品的挥发特性及挥发时间。在温度分别为30、35和40℃,空间气体速度分别为1.0、2.0和3.3h^-1的条件下,在模拟通风系统中分别测试了使用量最大、挥发速率较低的威第尔清洗剂(达赛特)和螺栓清洗剂,以及挥发速率较高的NEOLUBE No.2核级润滑剂的挥发特性及挥发时间。研究结果表明:3种物质的挥发特性均符合Cm-history模型,在较高温度下(40℃),空间气体速度对挥发速率的影响较小,而较低温度下(≤35℃),空间气体速度对挥发速率的影响较大;以厚度0.50mm的液膜为例,螺栓清洗剂挥发时间最长,达到134.56h(30℃,空间气体速度为1.0h-1),显著小于常规的10d通风时间。将检修时间安排在气温较高的时段,可显著缩短通风时间,进一步提高核电运行时效。