氧还原反应(ORR) 是碱性燃料电池和金属-空气电池的重要阴极反应.由于常见的铂基氧阴极材料存在价格昂贵、稳定性较低等问题, 因此, 开发低成本、高效率的非贵金属基氧阴极材料具有重要的研究意义和应用价值.氮掺杂碳材料是目前氧阴极材料研究的热点, 炭黑中碳原子的排列方式类似于石墨, 由于其价格低廉、来源广泛, 在碳材料的研究中具有独特的优势.本文基于炭黑, 采用化学法制备了氮掺杂炭黑氧阴极材料, 研究了其氧还原反应催化活性, 并进行了相关表征.结果显示炭黑-吡咯复合材料具有极好的氧还原反应活性, 700℃热处理后性能最优, 在1 mol·L-1KOH中其起峰电位约为0. 9 V, 极限扩散电流密度为2. 6 m A·cm-2, 转移电子数高于3. 5, 这些特性使得这类材料具有广阔的应用前景

一、工程学及其与基础科学的关系 人类的一切科学活动不外乎有两个目的：一是认识自然，一是适应自然、保护自然 和改造自然。前者对应着自然科学中的基础科学，也称为理学，后者则对应着自然科学 中的工程技术科学，也称为工程学或工学；工程学和基础科学之间的这种目的的差异是 它们相互区别的根本所在，也反应了这二大学科的变质所在

设计了非反应性保护渣,利用热丝法和渣膜热流模拟仪研究了Li2O含量对其结晶行为和渣膜传热特性的影响.结果表明:在小于2%的范围内增加Li2O的质量分数可减弱非反应性保护渣的结晶性能;而在2%~5%范围内增加Li2O的质量分数,则渣系晶体析出孕育时间缩短,结晶温度升高,临界冷却速度增大,结晶速率常数增大,即促进了非反应性渣系的结晶.同时发现,在2%~5%范围内增加Li2O的质量分数,非反应性保护渣的最大热流密度、平均热流密度及特征时间均减小

以玻璃包覆FeCoSiB合金微丝为对象,研究了氢氟酸含量和反应温度对包覆层去除过程的影响,以及缓蚀剂对Fe-CoSiB芯丝的保护效果.结果表明:在反应温度为25℃的条件下,当所采用的HF质量分数从10%增加到40%时,玻璃包覆层去除速度从0.005μm·s-1提高至0.076μm·s-1;在HF质量分数为40%的条件下,当反应温度从10℃升高到45℃时,玻璃包覆层去除速度从0.033μm·s-1提高到0.234μm·s-1;反应温度为20~25℃时,用质量分数40%的氢氟酸溶液去除厚度范围为7.5~9.0μm高硼硅玻璃包覆层的最佳时间为150s;硫氰酸钠及硫氰酸钠+乌洛托品作为缓蚀剂均可显著抑制氢氟酸溶液对芯丝的腐蚀,硫氰酸钠+乌洛托品还可有效减少金属吸氢,有利于防止芯丝力学性能的劣化

利用菱铁矿和赤铁矿在酸性体系中的溶解特性,无需添加任何铁离子,只需调节矿浆的pH值,然后通过控制反应温度即可实现矿物表面的自磁化.实验考察了反应时间、铁离子浓度、过氧化氢添加量和反应温度等因素对菱铁矿在酸性体系中溶解行为的影响.在100℃条件下,通过表面自磁化反应,菱铁矿磁选回收率从53.8%提高到94.6%,因此可以确定反应温度是影响自磁化的重要因素.利用赤铁矿和菱铁矿的混合矿物重复菱铁矿单矿物的自磁化实验,混合矿物回收率从66.8%提高到了72.6%.最后利用含有赤铁矿和菱铁矿的实际矿石进行自磁化实验,结果与单矿物实验和混合矿物实验相一致,磁选回收率从46.3%提高到了63.1%,实现了样品的自磁化

为寻求最佳的流道高度参数,利用由简化共轭梯度法(反向求解器)和完整的三维、两相、非等温燃料电池数学模型(正向求解器)构成的质子交换膜燃料电池多参数最佳化反问题求解方法,将流道各弯头处高度作为搜寻变量(最佳化对象),以电池输出功率密度的倒数作为目标函数,通过搜寻目标函数最小值,得到了流道各弯头处最佳高度(最优化设计参数值).结果表明,最佳的蛇型流场除出口流道为高度渐扩型外,其余流道均为高度渐缩型,其性能比传统蛇型流场提高了约11.9%.渐缩型的流道强化了肋下对流,可有效移除肋条下方多孔扩散层中的液态水,提高反应气向多孔电极的传递速率,因而改善了电池性能.渐扩型的出口流道可防止过强的肋下对流导致燃料\短路\,直接跨过多孔扩散层从电池出口流出造成燃料浪费

模拟研究O2、SO2和HCl三种烟气气体与飞灰存在状态对汞形态转化的影响,并探讨温度对其转化的作用.结果表明:在不同气氛中,反应温度升高有利于汞的氧化,但N2-SO2的烟气体系则相反;O2、SO2和HCl单独存在于烟气中时,对汞的氧化起到不同程度的促进作用,其中HCl的效果最好;烟气中含有O2和HCl将使汞的氧化率明显提高;当SO2与HCl同时存在于烟气中时,SO2会通过与HCl反应抑制汞的氧化过程.飞灰为氧化反应提供反应介质和催化剂,促进烟气中汞的形态转化

以氯化钴水溶液为原料在富氧气氛下,采用简单雾化氧化法成功制备了纯净的多面体Co3O4粒子.由CoCl2·6H2O配制成水溶液,以净化的压缩富氧空气为载气和反应气源,应用气流式喷嘴雾化上述溶液,并直接在竖立高温管式电阻炉内进行氧化反应.采用XRD、FT-IR和SEM等手段表征样品的微观形貌结构与纯度.结果表明,在溶液浓度为2.0 mol·L-1、溶液处理量为6.0 L·h-1、反应温度为800℃、雾化压力为0.1 MPa的反应条件下,所得样品为纯净的多面体Co3O4粒子.以所得样品为活性物质,制成电极片,通过循环伏安法和交流阻抗法测试其化学电容性能.结果表明,Co3O4样品在5.0 mol·L-1KOH电解质水溶液中具有较好的电化学电容行为

针对传统粗锑精炼工艺中除铅的难题,提出用NaPO3作为除铅剂,生成磷酸盐渣浮于锑液表面除去的方法.用热重-差热法和X射线衍射技术研究反应机理并进行粗锑除铅的条件实验.研究发现,PbO与NaPO3在590℃时即开始吸热反应,在850℃以下主要形成NaPb4(PO4)3,而在850℃以上主要形成NaPbPO4,反应彻底.PbO、Sb2O3和NaPO3混合物的反应表明:在NaPO3量不足时,优先与PbO反应,只有当NaPO3足量时才会与Sb2O3生成锑的非晶态玻璃.用NaNO3作为氧化剂,在氮气保护下进行了除铅单因素实验,考察反应时间和温度、NaPO3和NaNO3加入量对结果的影响.在最优条件下精锑含铅0.047%,除铅率98.90%

研究了镍铬钼钢中痕量元素在真空感应熔炼过程中挥发的动力学,给出了确定挥发元素在气相边界层扩散传质系数的方法,提出了挥发元素在液/气界面挥发反应的速率常数计算公式。试验及计算结果表明,Sn、As在钢的真空感应熔炼过程中的挥发过程受液相边界层中的扩散及液/气界面挥发反应混合控制,K23值均在10-3~10-2cm/s数量级。Sn、As在液/气界面的挥发反应可能包括元素自身的挥发及其氧化物的挥发反应