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阴极氧还原催化剂Co基过渡金属硫族化合物的研究进展

赵东江 , 马松艳 , 乔秀丽 , 田军 , 田喜强

材料导报

简要介绍了高压合成法、固态反应法、水热/溶剂热法、机械合金化法、磁电溅射法、低温回流法等几种制备Co基过渡金属硫族化合物的方法,综述了质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极Co基过渡金属硫族化合物催化剂的研究进展,重点讨论了Co-Se、Co-S、Co-Te等催化剂对氧还原反应(ORR)的催化活性,提出了阴极Co基过渡金属硫族化合物催化剂存在的问题以及发展趋势.

关键词: 质子交换膜燃料电池 , 过渡金属硫族化合物 , 氧还原反应

NiSe2化合物对氧还原反应的电催化性能

赵东江 , 马松艳

稀有金属材料与工程

以NiCl2和Se粉为原料,采用溶剂热法合成了NiSe2化合物.利用SEM、XRD技术对化合物的微观形貌和相结构进行了表征,化合物由立方结构的NiSe2晶粒组成,呈现出类似花椰菜的表面形貌.利用旋转圆盘电极研究了NiSe2化合物对氧还原反应的电催化性能.在0.5 mol/L H2SO4电解液中,NiSe2化合物对氧还原反应呈现明显的电催化活性,开路电位为0.80 V(vs.NHE).在0.63～0.77 V(vs.NHE)电位范围内,测定的交换电流密度为1.35× 105 mA/cm2.根据Koutecky-Levich方程计算出每个氧分子还原转移电子数约为3.8.

关键词: 聚合物电解质膜燃料电池 , 非贵金属催化剂 , 二硒化镍 , 氧还原反应

快速凝固Ti-Zr-Ni合金的电化学贮氢性能

田喜强 , 赵东江 , 马松艳 , 刘宝忠 , 王立民

稀有金属材料与工程

采用铜辊快速凝固方法制备了Ti45Zr30Ni25和Ti50Zr25Ni25合金,并对合金作为镍-氢二次电池负极的动力学和电化学性能进行了研究.结果表明,Ti45Zr30Ni25为非晶相合金,Ti50Zr25Ni25合金由准晶相和非晶相组成.两合金电极的最大放电容量分别为129和132mAh/g.在240mA/g电流密度下,高倍率放电性能(HRD)分别为62.7%和63.3%.合金电极的交换电流密度分别为205.1和375.6mA/g,氢在合金中的扩散系数分别为5.4×10-11和5.8×10-11cm2·S-1.

关键词: Ti-Zr-Ni合金 , 非晶 , 准晶 , 电化学性能 , 金属氢化物电极

AB5型低钴含铁贮氢合金电极材料的研究进展

赵东江 , 马松艳

金属功能材料

综述了AB5型低钴含铁稀土系贮氢合金的最新研究情况,及对提高AB5型贮氢合金综合性能所进行的探索.重点介绍了近年来国内外低钴含铁稀土系贮氢合金在合金成分设计,制备工艺及热处理方面的研究进展,阐明了低钴稀土系贮氢合金的发展前景.

关键词: 贮氢合金 , 低钴 , 含铁 , 稀土

CoSeO3化合物的制备及对阴极氧还原的催化性能

赵东江 , 马松艳 , 尹鸽平

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2013.12444

以C04(CO)12和Se为原料,采用低温回流方法在乙二醇介质中合成了CoSeO3化合物.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和旋转圆盘电极(RDE)技术表征合成的化合物微观形貌、结构特征和电化学性能.这种化合物主要由单斜结构的CoSeO3·H2O晶粒组成,粒径大小约为26.7 nm,具有规则的晶体外形.在25℃,0.5 mol/L H2SO4电解液中,CoSeO3化合物对氧还原反应(ORR)表现出明显的电催化活性,开路电位为0.80 V(vs NHE).根据Koutecky-Levich方程计算出每个氧分子还原过程转移的电子数约为3.8.在0.64～0.76 V(vs NHE)电位范围内,测得催化剂的传递系数、Tafel斜率和交换电流密度分别为0.50、119 mV和1.98×10-6 mA/cm2.CoSeO3化合物的催化活性和电化学稳定性也与商品Pt催化剂进行了比较.

关键词: 非贵金属催化剂 , 亚硒酸钴 , 氧还原 , 聚合物电解质膜燃料电池 , 回流法

东江湖铅锌矿渣堆场土壤重金属污染调查?

张进 , 戴友芝 , 成应向 , 许友泽

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.04.2014091902

为对东江湖铅锌矿渣堆场土壤重金属污染状况做全面调查分析，对取自该区域71个土壤样品（1—20 cm）中的Pb、Zn、Cu、Cd、As进行分析．结果表明，Pb、Zn、Cu、Cd和As平均含量分别为10．2—9690、23．6—1892、17．6—668．4、0．1—11．6、3．7—812．9 mg·kg－1，平均含量分别是湖南省土壤背景值的64、3．6、5．5、18．5、7．6倍，且各重金属两两间有着极显著相关性与共同的变化趋势．综上，东江湖铅锌矿渣堆场土壤受到严重的复合重金属污染．

关键词: 东江湖 , 土壤 , 重金属

东江淡水河流域地表水和沉积物重金属污染特征及风险评价?

王丽 , 陈凡 , 马千里 , 范中亚 , 姚玲爱 , 许振成 , 谭万春 , 赵学敏

环境化学 doi:10.7524/j.issn.0254-6108.2015.09.2015012703

为了解东江淡水河流域重金属污染状况，测定地表水和沉积物中7种典型重金属锰、锌、铜、镍、铬、铅和汞（ Mn、Zn、Cu、Ni、Cr、Pb、Hg）的含量水平，并采用地累积指数法和潜在生态危害指数法，评价沉积物环境质量状况．结果表明，淡水河地表水中 Mn、Zn、Cu、Ni、Cr、Pb 和 Hg 的平均值浓度分别为305．00、151．50、67．50、56．50、28．50、15．00、0．07μg·L－1；淡水河流域地表水重金属含量处于较低水平，且大部分重金属枯水期浓度高于丰水期．沉积物中Mn、Zn、Cu、Ni、Cr、Pb和Hg的平均值浓度分别为714．00、993．50、289．50、188．50、301．50、118．50、0．43 mg·kg－1．表层沉积物中Cu和Hg是污染最为严重的金属，Mn和Cr的污染水平相对较低，除Cu枯水期浓度明显高于丰水期外，其它6种重金属丰水期和枯水期差异较小．淡水河地表水和沉积物重金属平均含量整体高于西枝江和东江，且上游污染程度较高．相关性分析和主成分分析结果表明Zn、Ni、Cr、Mn和Pb的污染来源于流域内盛行的电子电镀产业，Hg和Cu的污染来自于其它产业．潜在生态风险结果表明，淡水河中游具有极强的生态危害，西枝江具有轻微的生态危害，东江有强的生态危害，但数值处于强的生态危害范围的下限．淡水河上中游及其支流周边工业聚集区是重金属污染的最主要来源．

关键词: 淡水河 , 地表水 , 沉积物 , 重金属 , 污染特征

赵连城院士简介

功能材料

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专栏特约编辑赵永庆

中国材料进展

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超滤膜处理东江水的阈通量和极限通量的对比

孙国胜 , 刘帅 , 武睿 , 鄢忠森 , 瞿芳术 , 梁恒 , 李圭白

膜科学与技术 doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2016.06.019

超滤膜通量的选取直接关系到超滤系统的运行稳定性和基建费用,是超滤系统设计最为重要的参数.随着膜技术的发展和膜产品价格的降低,低通量超滤系统将在水处理领域获得更多的应用.然而,现有的低通量体系中各种通量概念繁多,尚无明确适用于饮用水超滤工艺的低通量概念.本文结合地表水体的原水和混凝-沉淀后水开展了超滤膜阈通量和极限通量的测定,并在两通量下进行运行对比研究.结果表明:原水及沉后水在极限通量5.0 L/(m2·h)下运行,膜污染得到有效控制,极限通量能够在死端过滤的模式下实现长期稳定运行.

关键词: 超滤膜 , 阈通量 , 极限通量