双电层电容器用沥青焦基活性炭的制备工艺条件对其孔结构及电化学性能的影响

以沥青焦为原料，KOH为活化剂在不同的工艺条件下制备了双层电容器用活性炭电极材料。分别考察了活化剂用量、活化时间、以及加入Cu、Ni催化活化等工艺条件对活性炭孔结构及作为双电层电容器电极的电化学性能的影响。结果表明：在实验范围内增加KOH用量及活化时间，活性炭的比表面积和比电容增加，比电容最高达到247F／g。添加Cu、Ni催化活化后活性炭的比表面积及比电容增加，高功率放电性能明显改善。     

酚醛-糠醛基炭气凝胶对NaCl溶液的电吸附行为

以酚醛-糠醛基炭气凝胶为电极,用恒电位仪提供直流电压,在静态电吸附装置进行了NaCl溶液电吸附试验。考察了NaCl溶液浓度、炭气凝胶电极厚度及施加的电位等因素对电吸附的影响。研究表明,随着NaCl溶液浓度的增加,电吸附量明显增加。在低浓度下,微孔的“电场交叠效应”非常显著。0.6V~2.0V范围的电吸附试验表明,电位在1.5V以下电吸附量随电位改变异常显著,1.5V以后变化趋缓。炭气凝胶电极厚度在0.5nm~1.5mm范围增加时,电吸附量呈现单调减少的趋势。在电压为1.2V厚度为0.5mm时,其电吸附量达到12.7mg/gCA。理想的电吸附电极应富含中孔并尽可能降低电极厚度。     

活性炭前处理对双电层电容器性能的影响

制备了沥青焦基活性炭双电层电容器用电极材料,将其分别经水洗、酸洗以及超音速气流粉碎处理。在1 mol/L(C2H5)4NBF4/碳酸丙烯酯电解液体系中进行电化学测试,对比评价了各活性炭前处理方法对电容器电化学性能的影响。结果表明,酸洗后活性炭电极比电容提高7%达到163 F/g,高功率放电性能明显改善,当电流密度由70 mA/g增加到1 A/g时,其电极比电容保持率为88%;活性炭进行超细粉碎后不利于电化学性能的提高。     

微涡旋控制多元强化水处理集成技术及其应用

基于微涡旋控制混合理论、后台阶流理论及接触絮凝理论,分别设计开发了列管混合器、星形翼片隔板絮凝反应器及V型斜板沉淀设备,并通过工艺集成形成微涡旋控制多元强化水处理技术.该技术在钢厂废水处理改造项目的中试运行结果表明,出水浊度≤2 NTU,处理水量在超设计负荷15%时,出水浊度仍保持在2 NTU左右;可节省药剂费用22%,节省占地30%以上.     

人工湿地预处理微污染原水的脱氮除磷性能研究

分别采用推流式潜流湿地、往复流式潜流湿地、芦苇床表流湿地、蒲草床表流湿地四种人工湿地对微污染原水进行预处理,对比研究了四种人工湿地对总氮、氨氮、硝态氮及总磷的去除效果。结果表明,蒲草床表流湿地对总氮具有较高的去除率,在夏季和秋季去除率基本保持在60％～90％之间,四种湿地对总磷的去除率既不明显也不稳定。     

炭气凝胶/活性炭复合电极在有机电解液体系双电层电容器中的阻抗

分别以炭气凝胶(CAG),炭黑(CB)以及石墨(G)为导电剂与KOH活化法高比表面积活性炭(HSAC)制备复合电极,组装成双电层电容器,在(C2H5)4NBF4/丙烯碳酸盐电解液体系中进行交流阻抗测试分析。应用动力学及电子传递控制的等效电路模型对各电极的实验阻抗数据进行拟合得到相应的模型参数,串联溶液电阻Rs、极化电阻Rp、能斯特边界层厚度δ及平均孔内离子扩散系数D。结果表明,炭气凝胶复合电极的孔内离子扩散系数D最高,极化电阻Rp与炭黑复合电极接近。炭气凝胶电极的内阻为各电极中最低并且具有最高的比电容。     

菱形翼片隔板絮凝反应器的研发及应用

基于后台阶流理论,设计了菱形翼片隔板絮凝反应器,实现了同时对流体微观涡旋强化及宏观涡旋均布进行有效控制。同时结合数值模拟计算结果和中试处理效果,优化了菱形翼片隔板絮凝反应器的特征尺寸参数,并将其用于钢厂废水回用项目。工程运行结果表明,单套设备处理量为750 m3/h,出水浊度可稳定在1 NTU左右,对COD的去除率达到了48.5%,大大降低了后续处理负荷,由此证明该设备具有较高的絮凝反应效率,出水水质良好,适用于钢厂废水回用工程。     

同心列管式静态混合器的结构参数与应用性能研究

同心列管式静态混合器利用管道边壁的边界层作用,强化形成准均匀各向同性涡旋,实现快速混合作用.试验结果表明,同心列管间距为100 mm、列管段数为3、列管段间设置导流锥的同心列管式混合器的混合效果最优.与普通孔板式混合器相比,在相同操作条件下可以节省15.8%的絮凝剂用量,同时使絮体的分形维数和粒径分别提高了11.8%和52.6%,使沉后水浊度降低了2 NTU左右.     

活性炭电极材料前处理对KOH电解液体系双电层电容器电化学性能的影响

制备了沥青焦基活性炭,将活性炭分别经水洗、酸洗纯化处理以及气流粉碎处理得超细粉末。将处理后的活性炭作为双电层电容器用电极材料,在3mol/LKOH电解液体系中组装成电容器。采用直流充放电、交流阻抗等表征手段,对比评价了各种活性炭前处理方法对电容器电化学性能的影响。结果表明,酸洗后活性炭的比电容增加,气流粉碎后活性炭的高功率充放电性能改善,以酸洗气流粉碎后活性炭为电极的电容器具有良好的能量及功率性能。     

超级电容器用沥青焦基活性炭的制备及其电化学性能

采用沥青焦为原料，制备了系列高比表面积活性炭作为超级电容器电极材料。用直流循环充放电、循环伏安及交流阻抗等表征方法比较了沥青焦基超级活性炭和日本可乐丽公司YPl5活性炭的电化学性能。实验结果表明在KOH、H2SO4、（C2H5）4NBF4／碳酸丙烯酯（Propylenecarbonate PC）及（C2H5）4NBF4／乙腈（Acetonitrile）体系中，沥青焦基活性炭的比电容随比表面积增加，其最高值分别为257F／g、228F／g、140F／g、142F／g，均超过了日本活性炭。沥青焦基活性炭电极在KOH体系中的等效串联电阻的体积电阻率与日本炭相差不大；在H2SO4体系中的电阻率均小于日本活性炭；在碳酸丙烯酯体系中的电阻率均大于日本活性炭；在乙腈体系中，活化剂KOH与沥青焦比例为4：l、经800℃活化3h制备的活性炭的电阻率小于日本活性炭。