王健
,
宰学荣
,
刘建敏
,
柴方刚
,
庄晓培
,
付玉彬
材料开发与应用
以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为掺杂剂,氯化高铁为氧化剂,采用化学氧化法制备了聚吡咯/多壁碳纳米管(PPy/MWCNTs)复合材料,并以该复合材料制备海底微生物燃料电池的阳极,并测试了改性阳极及电池的电化学性能.研究表明,聚吡咯紧密包裹在MWCNTs表面,改性阳极最大交换电流密度0.66 mA/cm2,是未改性的3.6倍.改性电池的最大功率密度为408.8 mW/m2,是未改性电池的5倍多.改性电极的电容是赝电容和双电层电容协同作用的结果,显著提高了电子传递效率和抗极化性能.提出了一种阳极/生物膜界面电子传递的新机理.
关键词:
海底微生物燃料电池
,
聚吡咯/多壁碳纳米管复合材料
,
改性阳极
,
电化学性能
,
功率密度
刘建敏
,
卢志凯
,
宰学荣
,
付玉彬
材料开发与应用
环境温度对海泥发电(海底微生物燃料电池)具有重要影响.本文进行了4℃环境与常规室温环境(25℃)电池性能对比试验,结果表明:4℃环境下电池阳极启动时间明显慢于室温(25℃),阴极启动几乎无影响.4℃条件电池内阻(l005 Ω)高于室温条件(703 Ω),室温电池最大输出功率密度比4℃环境升高10mW/m2,电流密度增加46.6 mA/m2.低温环境(4℃)可导致微生物活性降低,物质扩散速度变慢,进而导致其电池性能低于室温环境.此实验对实海环境下海底微生物燃料电池设计提供了指导,具有实际意义.
关键词:
海底微生物燃料电池
,
温度影响
,
电池内阻
,
功率密度
曹琨
,
付玉彬
,
李伟华
,
李云菊
,
侯保荣
材料保护
氯离子诱发的钢筋锈蚀是影响混凝土结构耐久性的主要因素之一.利用电化学和表面分析技术研究了有机类表面迁移型阻锈剂在混凝土腐蚀模拟液中对混凝土块及其中钢筋的保护作用.结果表明:新型阻锈剂的缓蚀效率超过80%;加入新型阻锈剂后,钢筋表面平整;涂刷在混凝土表面的复合阻锈剂,能够迁移到混凝土内部,通过物理、化学吸附,在钢筋表面形成一层吸附膜,阻碍了氯离子与钢筋表面的接触,使腐蚀反应速率降低,从而起到了保护钢筋的作用.
关键词:
锈蚀
,
迁移型阻锈剂
,
腐蚀保护
,
混凝土
,
钢筋
,
氯离子
,
电化学方法
赵仲凯
,
付玉彬
,
宰学荣
,
徐谦
,
李魁忠
,
刘佳
材料开发与应用
doi:10.3969/j.issn.1003-1545.2011.04.008
制备了一种樟脑磺酸掺杂聚苯胺(PANI-(D-CSA))新型复合阳极,研究了其最佳配比,并在海底微生物燃料电池(BMFC)中测定其电化学性能.采用XRD衍射、热失重对聚苯胺阳极材料进行了表征.结构分析表明,PANI-(D-CSA)为部分结晶,热稳定性较好.性能测试表明,PANI-(D-CSA)质量分数为50%时复合阳极具有最小的内阻,最低的阳极极化曲线斜率,同时电池的输出功率密度显著提高,最大输出功率密度达到233.9 mW/m2,是BMFC-石墨阳极的3.7倍.这种新型复合阳极有望应用在BMFC中以得到较高的输出功率密度.
关键词:
樟脑磺酸掺杂聚苯胺
,
复合阳极
,
电化学性能
,
海底微生物燃料电池
高洋
,
程文华
,
郭为民
,
付玉彬
材料开发与应用
金属敏感膜的制备是金属敏感膜光纤传感器的研究重点,本文介绍了这类传感器的原理,并以磁控溅射制备Cr膜作为中间导电层、然后电镀的方法在光纤上制备了Fe-C敏感膜,对其结构和表面形貌进行了分析.通过1％ HCl溶液的腐蚀实验发现,在腐蚀过程中输出光功率出现增大现象,而且不同厚度Fe-C敏感膜的光信号响应时间不同.通过微观的腐蚀过程连续观察发现,当敏感膜腐蚀到一定程度后,出现从光纤上脱落的现象.
关键词:
Fe-C敏感膜
,
光纤传感
,
腐蚀监测
刘佳
,
付玉彬
,
徐谦
,
李魁忠
,
赵仲凯
材料开发与应用
doi:10.3969/j.issn.1003-1545.2011.03.012
阳极材料直接影响海底生物燃料电池的性能.本文采用一种新型改性试剂-Fenton试剂对石墨阳极进行改性处理.结果表明,改性后电极表面主要引入了羟基和羰基,接触角从82°减小到48°,亲水性明显提高.塔菲尔曲线显示,改性前后交换电流密度分别为0.05A/m2、0.17 A/m2,电极的动力学活性显著增加,提高了两倍之多.改性和未改性电池的最大输出功率密度分别为33.21 mW/m2、20.27 mW/m2,提高了64%.这是由于阳极表面处理后引入的羟基和羰基充当了电子转移介体,明显提高了电极反应动力学活性,增加了阳极表面细菌吸附数量,加速了阳极反应,提高了电池性能.该类高性能阳极材料可望用于海底生物燃料电池的开发.
关键词:
海底生物燃料电池(BMFC)
,
阳极改性
,
Fenton试剂
,
输出功率
,
电化学性能
徐谦
,
付玉彬
,
卢志凯
,
刘媛媛
,
张业龙
材料开发与应用
以304不锈钢(06Cr19Ni10)作为阴极构建海底生物燃料电池装置,研究了该电池对其海水腐蚀的阴极保护作用.自然腐蚀状态下不锈钢电位为-260 mV,阴极保护试样为-340 mV.荧光显微镜(FM)和扫描电镜(SEM)观察结果表明,两组试样的表面微生物附着情况差别不大,阴极保护试样表面腐蚀程度较低.电化学阻抗法及极化曲线测试表明,通电保护试样的阻抗值随时间增加逐渐增大,腐蚀电流密度Ico(m)逐渐减小,保护试样的抗腐蚀能力增强,电池装置对不锈钢阴极起到一定的保护作用.
关键词:
304不锈钢
,
海底生物燃料电池
,
阴极保护
,
金属腐蚀
王丹玉
,
林志峰
,
李相波
,
程文华
,
付玉彬
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2014.22.008
采用电化学阳极氧化方法在锌表面制备了氧化膜,并研究了氧化膜的表面形貌、元素组成和耐蚀性.采用场发射扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)研究制得的氧化膜表面形貌及元素组成;采用X射线光电子能谱仪(XPS)分析氧化膜表面元素价态;通过Tafel曲线和交流阻抗谱(EIS)研究氧化膜的耐蚀性并探讨其耐蚀机理.结果表明:氧化膜中主要成分为ZnO和CeO;电流密度能够影响氧化膜的表面形貌和元素组成,进而影响到氧化膜的耐蚀性.在一定范围内,膜层中铈含量随电流密度的增加而增加,当电流密度为12 mA/cm2时,膜层中铈含量达到最高,耐蚀性最好;锌表面含铈氧化膜主要抑制了锌腐蚀的阴极过程.
关键词:
锌
,
稀土金属
,
阳极氧化
,
耐蚀性
