关闭煤矿矿井水中“双源”铁污染的电化学机理实验模拟

关闭煤矿矿井水多呈现高铁特征,闭坑淹井后残留铁质器件易锈蚀,与含铁矿物形成矿井水“双源”铁污染体系,在闭坑后不同时期贡献铁的释放,形成地下水环境风险。为明确关闭煤矿矿井水中双源铁释放过程与反应机理,刻画铁污染双源释放方式,量化释放速率比,基于电化学模拟原理,以黄铁矿和矿用锚杆为模拟“双源”,制备成工作电极,利用循环伏安法和极化法等电化学方法以及X射线光电子能谱材料表面表征技术,对煤矿关闭初期双源共存下在酸性矿井水环境中氧化还原反应过程与铁释放机制进行了模拟研究。结果表明,溶解氧含量是影响黄铁矿和锚杆在酸性矿井水中发生氧化还原反应的重要抑制因素。黄铁矿与锚杆的氧化机制不同,黄铁矿在氧化过程中表面出现钝化效应,2种材料的最终氧化产物均为Fe^(3+)和SO_(4)^(2-)黄铁矿主要通过矿物表面的Fe^(2+)发生氧化反应释铁,锚杆主要通过材料表面铁及其氧化产物与溶液中酸性物质的反应释铁,且铁氧化物较单质铁优先反应。在模拟富氧(DO=7.0 mg/L)酸性矿井水中,黄铁矿和锚杆的年腐蚀速率分别达到8.3636 mm/a和7.8314 mm/a,估算年释铁速率分别达到1.2240 g/a和3.9395 g/a。在模拟井下低氧(DO=3.5 mg/L)酸性矿井水中,黄铁矿和锚杆的年腐蚀速率分别达到0.7324 mm/a和0.3642 mm/a,估算年释铁速率分别达到0.1072 g/a和0.1832 g/a。综合电化学参数与静态释铁实验表明,在溶解氧充足或缺乏的条件下,总体释铁速率比均为双源>锚杆>黄铁矿。

基于电化学机理模型的锂离子电池早期内短路电热特征研究

锂离子电池的内短路故障是诱发其热失控的主要原因之一,早期内短路特征研究能够为电池管理系统的故障诊断和安全预警提供支撑,对提高电动汽车的安全性具有重要意义。构建了锂离子电池内短路电化学机理模型,实现了不同内短路阻值下的锂枝晶内短路故障模拟。结果表明,由锂枝晶导致的电池内短路产热98%以上来源于正负极产生的焦耳热,早期内短路过程中正负极集流体表面的温升小于1.5 K,不显著的外部热特征无法用于早期内短路故障诊断。与正常电池相比,内短路故障将使得电池充电速度变慢,放电速度变快,端电压异常下降,上述电特征可以为构建早期内短路故障诊断方法提供依据。

非水四乙基氯化铵体系中电溶解耦合铪醇盐合成的电化学机理与动力学

作为一种具有广泛应用前景的高效电合成技术,耦合电溶解的铪醇盐合成(EHS)基于铪溶解/乙醇脱氢的同时非均相反应以及溶液中Hf4+阳离子和烷氧阴离子的自发结合反应。为了阐明EHS过程的机制和动力学,通过电化学测试、扫描电镜、气相色谱和微观动力学模拟等手段,探究阳极铪溶解和阴极乙醇脱氢的电化学行为。结果表明,优选的支持电解质四乙基氯化铵(Et4NCl)展现了钝化膜击穿与铪溶解协同的剧烈点蚀机制以及两段脱氢机制。为量化钝化膜击穿和铪点蚀的动力学参数,提取与钝化速率、钝化膜击穿敏感性和点蚀速率相关的3个指标,并通过建立微观动力学模型评估基于Et4NCl体系的EHS工艺,其电能消耗为1.53~1.83 k W·h/kg Hf(OC_(2)H_(5))_(4)。

磷化镍表面电化学机理和调控研究取得进展

磷化镍(Ni_(2)P)具有较高的硬度以及优异的耐腐2蚀性、耐磨性和高温稳定性,常用于防腐涂层和抗摩擦涂层材料。除了这些优异的结构材料特性,它还具有良好的导电性和优异的催化活性,因而可用来制备稳定服役的电化学电极,在清洁能源和催化领域应用广泛。通过合金化和掺杂等化学手段.

两类锂离子电池电化学机理模型的数值分析

在新能源锂离子电池领域,已有研究学者构造了若干种电池的电化学机理模型。为了分析相关物理化学过程,得到电池相关有效性质,基于DFN模型讨论电池的物理化学机制,使用了降阶简化后的单颗粒模型进行模拟研究。先采用不同的参数对单颗粒模型进行模拟,之后分析各个相关物理量,与DFN模型进行比较,得出精度控制良好一致性的范围,分析了模型预测的差异性。通过电池机理模型的研究,可获得电池的状态估计,这能够更好地认识电池。

NaCl-KCl-MgCl_(2)-Cu_(2)S熔体中铜电沉积的电化学机理

面对能源与环境危机的挑战,绿色冶金技术成为业内关注的焦点。以硫化铜矿为原料的火法炼铜过程产生大量的有害气体SO2,需要消耗额外的能源进行转化。相比之下,采用熔盐电解法直接将铜硫化物电分解为金属铜和单质硫,电解过程对环境友好。对700℃下NaCl-KCl-MgCl_(2)-Cu_(2)S熔盐体系中电沉积铜的阴极电化学过程进行研究。结果表明,Cu+通过一步单电子转移电化学反应生成Cu,电极过程由扩散传质控制,扩散系数为1.23×10^(-5) cm^(2)/s;Cu电沉积的成核生长为扩散控制的三维瞬时成核生长机理,形核成长为几十纳米至数微米大小的不规则颗粒微结构。

镀镍冲孔钢带的耐蚀性能和电化学机理研究

通过浸泡法测量了镀镍冲孔钢带在Ni(NO3)2溶液中的腐蚀速率,采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和XPS分析进行了镍沉积层在5%NaCl溶液中的电化学腐蚀行为和机理研究,结果表明,冲孔钢带基体沉积镍层显著改善了抗腐蚀性能,镍沉积层的固有性质和钝化膜的形成是提高镀镍冲孔钢带防腐性能的主要因素,相比于Watts镀液,从柠檬酸钠溶液中制备的镀镍冲孔钢带极化电阻高、腐蚀电流小、电极转移电阻大和腐蚀速率小。

厦门海域海水对铝镁合金腐蚀的苛刻性及其电化学机理

我国不同的海域的表层海水对铝合金显示出不同的腐蚀性 ,其中 ,以厦门海域海水对铝镁合金的腐蚀最为苛刻 ,而青岛海域海水则对铝镁合金的腐蚀性最为温和 .原因即在厦门海域海水的特殊盐度以及由此产生的“电解质”效应 .文中给出了典型铝镁合金在青岛 ,厦门 ,榆林各海域全浸 ,潮差 ,飞溅区暴露 1 6a(年 )的腐蚀数据和腐蚀形貌 ,进一步证实了“电解质”

铝材浸锌的电化学机理

为了进一步完善铝材浸锌的电化学机理,采用扫描电子显微镜分别观察了纯铝材和铝合金浸锌后的表面形貌及退锌后的腐蚀形貌;比较了异种金属的存在对铝基体的腐蚀和浸锌过程的影响;采用电化学工作站测试了浸锌过程的电位-时间曲线及铝电极与铜,铁,镍等异种金属电极组成的原电池的短路电流、恒流放电测曲线等,比较了异种金属对锌电结晶的催化活性。试验表明:铝材浸锌的过程中铁,镍等异种金属作为微阴极在前处理中促进了铝基体的阳极腐蚀或溶解,并且对锌电结晶晶核的形成具有电催化作用。通过对浸锌反应电极过程的分析,提出了铝材浸锌的异种金属催化成核的观点。

巯基乙酸抑制硫化矿物的电化学机理研究

研究了巯基乙酸 (TGA)对硫化矿物电极电位和动电位的影响。试验表明巯基乙酸对黄铁矿、方铅矿和黄铜矿有抑制作用 ,对毒砂和闪锌矿没有抑制作用。电化学测试表明巯基乙酸对表面覆盖有捕收剂膜的硫化矿物动电位影响较小 ,能够显著降低硫化矿物的静电位 ,它对硫化矿物抑制的电化学机理为当硫化矿物的静电位EMS低于黄药氧化为双黄药的可逆电位EX-/X2 时 ,硫化矿物表面双黄药不稳定被还原 ,从而降低了可浮性 ;反之 ,双黄药保持稳定 ,不被抑制。用巯基乙酸实现两种硫化矿物浮选分离的电化学条件为 :EMS1<EX-/X2 (EX-/PbX2 ) <EMS2 。

催化铁氧腐蚀电池处理活性艳红的电化学机理

用紫外扫描吸收光谱、电化学循环极化、腐蚀电位监测和恒电位电解等方法研究了催化铁氧腐蚀电池处理活性艳红 X- 3B的电化学机理 .结果表明 ,活性艳红 X- 3B在铁氧腐蚀电极上发生电化学还原而分解成小分子 ,达到脱色的目的 ,但模拟废水 COD下降不大 ,电极反应过程属扩散步骤控制 .

基于电化学机理的动力电池老化模型研究

针对电动汽车的动力电池老化试验需要消耗大量时间与资源等问题,从电化学机理出发建立动力电池老化模型,该模型能反映电池寿命与荷电状态、环境温度以及放电深度等电池寿命主要影响因素间的关系,通过动力电池的静置老化试验验证了该模型的准确性。在计算机环境下完成该模型的搭建,并开展了不同电池存储方案下电池老化情况的仿真,在较短的仿真时间内模拟电池老化过程,降低了电池老化情况的验证成本。

对氨基苯酚对硫化矿物的抑制性能及电化学机理研究

本文研究了矿浆电位对有机药剂对氨基苯酚抑制性能的影响以及对氨基苯酚与硫化矿物作用的电化学机理。研究结果表明矿浆电位能够影响对氨基苯酚的抑制活性 ,控制对氨基苯酚的用量、矿浆pH以及矿浆电位可以实现多种硫化矿物的分离。对氨基苯酚与硫化矿物的作用机理不是静电作用而是电化学作用 ,对氨基苯酚能够降低硫化矿物的边缘能级 ,增加矿物表面电子密度 。

熔盐电解La-Mg-Ni合金及其电化学机理研究

采用循环伏安法、方波伏安法研究La、Mg在LaF3-LiF体系中的电化学行为,并以Ni作为活性阴极在980℃下采用恒电流法电解法制备了Ni-Mg-La合金.结果表明,在LaF3-LiF-La2O3熔盐体系中,La3+在W固态阴极上通过转移3个电子一步还原为金属La.同样,LaF3-LiF-MgO熔盐体系中Mg2+通过一步还原为金属Mg.LaF3-LiFLa2O3-MgO熔盐体系中,在阴极W上出现了多对氧化还原峰,表明有La-Mg金属间化合物的形成.当以Ni作为活性阴极时,在-0.4V至-1V扫描范围的循环伏安曲线表明至少有3种Ni-Mg-La合金共电沉积.通过对Ni-Mg-La合金微观组织进行分析可知,合金主要由La2Ni3基体相组成,在基体相中存在Mg含量较高的条状LaMgNi相.

交流阻抗测定化学镀镍的电化学机理

采用交流阻抗技术对化学镀Ni-P合金的沉积过程进行原位测定,所获得的Nyquist阻抗图上出现感抗圈。综合交流抗击以及还原剂浓度影响研究结果,提出一个包括H_2PO_2^-离子表面吸附步骤的化学镀镍电化学机理。

流动人工体液中冠状动脉支架用奥氏体不锈钢的电化学机理研究

采用电化学测试技术在动态循环人工模拟体液中对冠状动脉支架用SUS316L和SUS317不锈钢的电化学机理进行研究。结果表明,流动环境降低了不锈钢的点蚀电位Eb值,提高了点蚀敏感性,促进了阳极活性溶解,但对再钝化电位Ep值影响不大。流动对奥氏体不锈钢试样的阴极极化行为有着显著影响,介质流动使氧到达电极表面的传质控制层减薄,加速氧的传质,增大阴极极化电流密度,并随流速的提高阴极吸氧反应加快。

黄铁矿阳极氧化电化学机理的研究

利用LK98微机电化学分析系统,对黄铁矿在两种不同体系中的阳极氧化行为采用线性扫描伏安法研究,得到了黄铁矿阳极在氯化铁与氯化钠混合溶液、硫酸钠溶液中稳定电位范围为0.235～0.473V和0.30～0.7V,黄铁矿阳极溶解可能发生的反应是FeS2Fe2++2S+2e-;FeS2Fe3++2S+3e-.

热腐蚀的电化学机理初探

简要叙述至今仍普遍接受的热腐蚀的盐熔模型,以实验事实为依据较系统地阐述这一机理模型的局限性。根据热腐蚀的特点,吸收盐熔模型的合理成分,并考虑到热腐蚀与高温气体腐蚀的共性,提出热腐蚀的电化学模型。用这一新的模型描述金属和合金的热腐蚀历程。

超声耦合隔膜电积锡电化学机理

采用超声耦合隔膜电积技术从氯盐体系(Sn(Ⅱ)-Cl^--H_2O)中电积锡,通过循环伏安法、线性扫描伏安法、计时电流法及计时电位法,对比研究有无超声耦合条件下锡隔膜电积的电化学机理。循环伏安曲线及线性扫描曲线分析表明,超声耦合可使锡隔膜电沉积的控制步骤由无超声耦合时的扩散控制转变为有超声耦合时的电化学控制;超声耦合条件下提高温度、酸度及超声功率有利于锡的电积;计时电流测试表明,超声耦合锡隔膜电积初始过程遵循扩散控制的三维成核和晶粒长大机制,超声波在此过程起到细化晶粒及加快反应进程的作用。超声耦合后,锡的沉积由高择优取向(易产生锡"晶须")逐渐趋于无择优取向,阴极锡倾向于生成规则的网状结构,锡"晶须"得到遏制。同等条件下超声耦合更有利于获得结构更致密、形貌更平整的阴极锡。

熔盐电解制备镝合金及其电化学机理研究现状与发展趋势

综述了金属Dy及几类典型Dy合金的应用、熔盐电解制备方法及其电化学机理研究现状,分析了目前国内外在Dy金属和Dy-Al、Dy-Mg、Dy-Ni、Dy-Fe、Dy-Cu等合金制备技术方面的研究进展,对熔盐电解法制备Dy合金的发展方向进行了展望。