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电聚合制备聚苯胺@石墨毡复合电极及其在电芬顿过程中的高效电催化性能

余金礼 , , 刘海越 , 王毅

催化学报 doi:10.1016/S1872-2067(16)62525-1

作为一种高级氧化技术(AOPs),芬顿氧化法(Fenton)因其操作简单、绿色高效而备受关注.其基本原理是Fe2+催化H2O2产生的羟基自由基(?OH)进攻有机物使之降解为无机小分子或盐.电芬顿法(Electro-Fenton,E-Fenton)是利用电化学方法原位生成H2O2的Fenton衍生法,其优点在于不需要从外界加入H2O2、高效节能、无选择性、并且易于和其他处理技术耦合,是一种非常有价值和应用前景的新型水处理技术.电芬顿技术的理论探究和工艺优化,是当今高级氧化技术的理论和实践研究的重要内容.E-Fenton过程的关键步骤是阴极材料上氧还原反应(Oxygen reduction reaction,ORR)持续生成H2O2.由于析氢过电位高、稳定性好、性能优异,碳材料成为ORR反应最常用的电催化阴极材料.石墨毡作为一种三维多孔立体材料,具有电化学活性面积大、传质好、导电性强、价格低等优点,是ORR的理想阴极材料.聚苯胺材料作为一种导电高分子材料,价格便宜、加工性好、且含有丰富的N原子,在基础研究和实际应用领域都十分活跃.我们创新性地采用电聚合的方法合成了聚苯胺@石墨毡(PANI@GF)复合电极,并通过降解邻苯二甲酸二甲酯(dimethyl phthalate,DMP)研究了其在电芬顿过程中的电催化性能.通过扫描电镜、X射线光电子能谱分析对电极表面结构和杂原子掺杂性进行了物化表征.结果显示PANI@GF复合电极同时具有宏观和微观的三维多孔结构,这种结构蓬松的多孔结构为氧气提供了合适的传递通道和足够的反应面积.所制备复合电极中N原子含量约为1.9%,且吡啶N和吡咯N的含量相对较高.这些N原子来自聚苯胺分子中含有的大量N原子,并能够促进ORR反应.石墨毡和聚苯胺两种材料的在结构和组分上的特点,使得PANI@GF复合电极具有优异的电芬顿降解DMP的性能.在DMP浓度为50 mg/L、电位0.5 V(vs.SCE)、氧气流速为0.4 L/min的条件下,其DMP降解反应表观动力学常数达0.0753 min-1,是石墨毡电极表观动力学常数(0.0151 min-1)的5倍.PANI@GF复合电极制备的最优聚合时间和碳化温度分别为1 h和900℃.这是因为聚合时间太长,可能导致聚苯胺层厚度大,微孔结构被堵塞,进而降低了反应活性面积和影响氧气传质效果,使得电极性能下降;而聚合时间太短,可能导致电极复合不充分.高温碳化可以使石墨毡表面聚苯胺层形成更多的孔结构,从而有利于ORR过程.DMP降解过程中氧气流速、Fe2+用量以及pH值等工艺条件对电极性能有一定的影响,结果表明其相应的优化值分别为0.4 L/min、1.0 mmol/L和3.0.当氧气流速过低时,溶液中低浓度的溶解氧使ORR过程受传质过程限制,导致电极不能充分反应;当氧气流速过大时,并不会增加已经达到饱和的溶液中的氧气浓度,而过大的氧气速率会冲击电极表面,降低电极稳定性而影响其催化性能.对Fe2+.用量而言,E-Fenton过程有多种Fe循环途径,不同的铁含量对于电极性能影响不明显.因此,1.0 mmol/L的Fe含量足够满足实验需要.pH值对E-Fenton过程至关重要,pH较高时,铁离子会形成配合物,阻碍铁循环,并且会导致H2O2的分解,从而降低电极DMP降解性能;而当pH太低时,较多的酸增加成本,且需要后续处理过程以消除酸的影响.实验结果表明3.0是最优pH值,与传统Fenton方法的最适pH相符.PANI@GF复合电极具有高效催化降解DMP的能力,在电芬顿技术处理有机废水中有潜在应用.

关键词: 电催化 , 氧还原 , 电聚合 , 电芬顿 , DMP降解

宗昌等《贝氏体铁素体的形核》一文

徐祖耀

材料热处理学报

文中,关于贝氏体形成机制,包括形核过程的文献很少被引述。作者(等)的主要论点为贝氏体铁素体以无扩散、非切变机制在奥氏体内贫碳区形核,并未引述形成贫碳区的必要条件。本文作者强调,在钢及铜合金中,不可能由Spinodal分解和位错偏聚形成贫溶质区。等的理念未得到先进理论观点和精细实验结果的支持。在文中,据此对临界核心大小和形核能的计算并无显著意义,期望青年学者对贝氏体相变机制作进一步研究。

关键词: 贝氏体形核 , 扩散机制 , 切变机制 , 贫碳区

汝官瓷、张公巷窑青瓷和家门窑青瓷的判别分析研究

蔡敏敏 , 李国霞 , 赵维娟 , 李融武 , 赵文军 , 承焕生 , 郭敏

硅酸盐通报

利用质子激发X射线荧光分析(PIXE)测试分析汝官瓷、张公巷窑青瓷和家门窑青瓷样品的主要化学组成,用多元统计判别分析方法对数据进行分析,以确定它们的分类和起源关系.结果表明:汝官瓷、张公巷窑青瓷和家门窑青瓷釉基本能很好的区分;但是胎区分得不是很理想,张公巷窑青瓷的胎可以和汝官瓷、家门窑青瓷胎很好的区分,汝官瓷胎和家门窑青瓷胎有个别样品不能分开.

关键词: 汝官瓷 , 张公巷窑青瓷 , 家门窑青瓷 , 判别分析

空间目标基光学观测模式分析

余建慧 , 苏增立 , 谭谦

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2006.06.004

对空间目标的监视可采用地基和基两种方式实现.与地基观测相比,基观测在空域覆盖性和监视时效性等方面具有较大优势,空间目标基观测技术已成为当今空间领域的前沿性技术.目前,许多国家和组织都在大力发展空间目标基观测技术.基光学观测可采用光学栅栏、特定区和地球同步带搜索方式实现空间目标的捕获;可通过恒星跟踪和天文定位方法获取空间目标的位置信息;可采用等待或跟踪方式实现对目标的成像.

关键词: 遥感 , 基光学观测 , 光学探测 , 光学成像

高炉轮轴承损坏原因分析与处理

李增生 , 王义 , 陈先利 , 秦国良

金属世界 doi:10.3969/j.issn.1000-6826.2009.06.018

安钢炼铁厂7#高炉主卷扬上料系统关键设备--轮,在安装使用不久出现轴承严重损坏,造成高炉不能正常上料.经过对轮内部结构及轴承本身等方面进行改进后,取得了良好的使用效果.

关键词: 高炉 , , 轴承 , 润滑

汝官瓷、钧官瓷和家门窑青瓷的多元统计分析

肖朋飞 , 赵红梅 , 李融武 , 赵文军 , 李国霞 , 赵维娟 , 承焕生

硅酸盐通报

本文采用质子激发X射线荧光分析(PIXE)技术测试了34个汝官瓷样品、30个蓝色系列钧官瓷样品(不含红釉系列)和17个家门窑青瓷样品的主量化学组成含量,根据这些样品的主量化学组成含量数据,应用多元统计分析方法进行分析.结果表明:汝官瓷、钧官瓷和家门窑青瓷的釉样品能够较好的区分开;但是3种瓷胎并不能很好的分开.

关键词: 汝官瓷 , 钧官瓷 , 家门窑青瓷 , PIXE , 因子分析

印度普乐粉矿烧结试验研究与生产实践

蒋定中 , 王富生

钢铁

介绍了印度普乐粉矿的烧结、冶金性能试验研究情况及普乐粉矿在马钢烧结和炼铁生产中的应用实践.

关键词: 普乐粉矿 , 烧结试验 , 生产实践 , 降低成本

利公司生物质能的应用实践

徐建龙 , 子龙 , 徐春华

黄金 doi:10.3969/j.issn.1001-1277.2010.08.001

辽宁利金业有限责任公司投资300余万元,对原供热系统进行改造.通过余热回收机组充分利用生产过程中产生的生物质能,满足了公司冬季生产及生活供暖,提高了可再生能源使用效率,降低企业能源成本,改善了周边的环境质量.该回收机组环保、节能、运行可靠,年节约成本约83万元,减少CO2排放量约2300t,经济效益、环保效益和社会效益显著.

关键词: 余热 , 生物质能 , 低碳 , 利公司

铁180t钢包滑板的多炉连用技术

霍存 , 张志刚

耐火材料

分析了影响铁热轧板有限公司钢包滑板多炉连用的因素,介绍了为提高钢包滑板多炉连用技术所采取的措施以及滑板多炉连用技术在铁热轧板有限公司的实际使用效果.

关键词: 钢包 , 滑板 , 多炉连用技术 , 吨钢成本

铁180t钢包滑板的多炉连用技术

霍存 , 张志刚

耐火材料

分析了影响铁热轧板有限公司钢包滑板多炉连用的因素,介绍了为提高钢包滑板多炉连用技术所采取的措施以及滑板多炉连用技术在铁热轧板有限公司的实际使用效果.

关键词: 钢包 , 滑板 , 多炉连用技术 , 吨钢成本

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