铝-空气电池产电性能影响因素及去除腐植酸性能的研究
发布时间：2021-04-07 06:02
以铝-空气电池为代表的一系列金属-空气电池,只需要金属和空气中氧气的参与反应即可产生电能,此类电池有着能量密度高、反应装置简单和反应产物对环境无污染等优点,是一种有着较大发展潜力的绿色能源。目前对于金属-空气电池的研究主要集中在产电性能的优化方面,但是根据反应原理（以铝-空气电池为例）,电池在反应过程中会产生铝盐,而铝盐恰好是混凝工艺所需要添加的药剂,所以利用电池装置进行混凝等工艺在原理上是切实可行的,且电池在产电的同时即可完成对水中污染物质的去除,符合绿色、可持续的理念,但是目前将金属-空气电池装置运用于水处理的研究相对较少,仅有少数人利用其在除砷、除藻和除磷等方向进行了研究,大范围的探索和研究目前尚未开展。实验以铝-空气电池反应装置为基础,通过对电池的实时电流/电压进行监测、对极化曲线和电池内阻进行测量,考察了电导率、极板间距和pH值等因素对电池产电性能的影响;对产生铝的总浓度进行测量,比较理论计算值和通过ICP-MS测量的实际值之间的差距,从混凝工艺的角度出发,以Ala、Alb和Alc对铝形态进行分类,通过Al-F...
【文章来源】：安徽建筑大学安徽省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铝-空气电池结构示意图
安徽建筑大学硕士学位论文第一章绪论81.6技术路线图与创新点1.6.1技术路线图图1-2技术路线图1.6.2创新点本课题将铝-空气电池装置引入水处理领域，利用铝-空气电池的放电产物直接对水中的污染物质进行处理，在原理上具有可行性，思路上具有创新性。从混凝工艺的角度对铝-空气电池中铝电极产生铝的形态进行了分析，对装置产生的铝形态的控制方法进行了初步探究。利用电流电压实时监测装置，研究了铝-空气电池的产能与铝溶解之间的关系。同时利用铝-空气电池装置混凝腐植酸，对装置的混凝效果进行了研究与探索。
安徽建筑大学硕士学位论文第二章材料与方法9第二章材料与方法2.1实验装置实验装置主体材料以有机玻璃构成，主体尺寸长、宽、高为180mm×30mm×180mm的长方体。内部镂空形成尺寸为直径15cm长3cm的圆柱腔体，前后两侧以相同材质的正方形有机玻璃板组成封闭容器，装置的有效容积为800ml，其中一侧的有机玻璃板也以150mm的圆形开孔，以满足空气电极的安装需求；侧面分别在上下两处设置快接管口，以保证其中电解液的循环；顶部开有5mm的小孔以方便参比电极对的加入以进行电化学研究。装置整体采用双头螺栓和螺母固定，可自由组合以改变阴阳极板间的距离。反应装置的阳极为铝板，其尺寸100mm×100mm，先将其浸没于无水乙醇中出去表面的油污，随后依次采用200、500和800目的砂纸对其表面由粗到细进行打磨，再将其置于无水乙醇中进行清洗，随后将其固定于一侧的有机玻璃板上，并用鳄鱼夹导线与其连接。空气电极的尺寸为160mm×200mm，顶部留有5mm导流层便于导线的连接，其尺寸略大于开孔，以保证腔体中的溶液不会泄露。空气电极由一定比例的碳黑和活性炭组成，以PTFE作为粘合剂，在催化层的碳粉中加入了适量的金属铂和金属铜作为催化剂，使用辊压机将所有碳粉分层压制固定在镍金属网上，从而形成具有支撑性厚度为0.6-0.8mm的空气电极。为保证本次实验电极性质的一致，所有电极均采用商用空气电极，且每次使用电极均从相同的大的电极板上裁切下来进行实验。反应器装置示意图如2-1所示，装置实物图如图2-2所示。图2-1反应装置示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝空气电池研究进展[J]. 阙奕鹏,齐敏杰,史鹏飞. 电池工业. 2019(03)
[2]Ni-Co掺杂空心C-N管状复合物作为锌-空气电池阴极催化剂的性能研究（英文）[J]. 余亮,易清风,杨孝昆,陈瑶. Science China Materials. 2019(09)
[3]聚合铁钛混凝剂对印染废水的处理[J]. 石健,万杨,黄鑫,石宝友,耿建刚,华平. 环境工程学报. 2019(05)
[4]高比能铝空气电池研究进展[J]. 孙丁武,林维捐,谢银斯,邱树恒,何国强. 电源技术. 2019(01)
[5]极板间距对电生物体系降解甲基橙废水的影响[J]. 丁小洋,程方,张景丽,胡保安,胡佳,蔡耀娜. 水处理技术. 2018(05)
[6]微波-载铜活性炭催化氧化降解腐殖酸[J]. 刘再亮,孟海玲,周科,刘庭蕾,洪露. 过程工程学报. 2018(04)
[7]Study on the effects of organic matter characteristics on the residual aluminum and flocs in coagulation processes[J]. Hui Xu,Dawei Zhang,Zhizhen Xu,Yanjing Liu,Ruyuan Jiao,Dongsheng Wang. Journal of Environmental Sciences. 2018(01)
[8]铝、铁、钛3种金属盐基混凝剂调理污泥的性能比较[J]. 王晓萌,王鑫,杨明辉,张淑娟. 环境科学. 2018(05)
[9]铝空气电池阳极材料的研究进展[J]. 李碧谕,东青,张佼,王俊,孙宝德. 中国材料进展. 2016(11)
[10]Al-Mg-Sn-Ga铝阳极合金电化学性能研究[J]. 马景灵,任凤章,王广欣,熊毅,文九巴. 中国腐蚀与防护学报. 2016(05)
硕士论文
[1]金属空气电池-MEC耦合系统处理养猪废水及产氢效能研究[D]. 赵佳怡.哈尔滨工业大学 2016
[2]铝—空气电池阴极催化剂的制备及表征[D]. 刘臣娟.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3122945
【文章来源】：安徽建筑大学安徽省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铝-空气电池结构示意图
安徽建筑大学硕士学位论文第一章绪论81.6技术路线图与创新点1.6.1技术路线图图1-2技术路线图1.6.2创新点本课题将铝-空气电池装置引入水处理领域，利用铝-空气电池的放电产物直接对水中的污染物质进行处理，在原理上具有可行性，思路上具有创新性。从混凝工艺的角度对铝-空气电池中铝电极产生铝的形态进行了分析，对装置产生的铝形态的控制方法进行了初步探究。利用电流电压实时监测装置，研究了铝-空气电池的产能与铝溶解之间的关系。同时利用铝-空气电池装置混凝腐植酸，对装置的混凝效果进行了研究与探索。
安徽建筑大学硕士学位论文第二章材料与方法9第二章材料与方法2.1实验装置实验装置主体材料以有机玻璃构成，主体尺寸长、宽、高为180mm×30mm×180mm的长方体。内部镂空形成尺寸为直径15cm长3cm的圆柱腔体，前后两侧以相同材质的正方形有机玻璃板组成封闭容器，装置的有效容积为800ml，其中一侧的有机玻璃板也以150mm的圆形开孔，以满足空气电极的安装需求；侧面分别在上下两处设置快接管口，以保证其中电解液的循环；顶部开有5mm的小孔以方便参比电极对的加入以进行电化学研究。装置整体采用双头螺栓和螺母固定，可自由组合以改变阴阳极板间的距离。反应装置的阳极为铝板，其尺寸100mm×100mm，先将其浸没于无水乙醇中出去表面的油污，随后依次采用200、500和800目的砂纸对其表面由粗到细进行打磨，再将其置于无水乙醇中进行清洗，随后将其固定于一侧的有机玻璃板上，并用鳄鱼夹导线与其连接。空气电极的尺寸为160mm×200mm，顶部留有5mm导流层便于导线的连接，其尺寸略大于开孔，以保证腔体中的溶液不会泄露。空气电极由一定比例的碳黑和活性炭组成，以PTFE作为粘合剂，在催化层的碳粉中加入了适量的金属铂和金属铜作为催化剂，使用辊压机将所有碳粉分层压制固定在镍金属网上，从而形成具有支撑性厚度为0.6-0.8mm的空气电极。为保证本次实验电极性质的一致，所有电极均采用商用空气电极，且每次使用电极均从相同的大的电极板上裁切下来进行实验。反应器装置示意图如2-1所示，装置实物图如图2-2所示。图2-1反应装置示意图
【参考文献】：
期刊论文
[1]铝空气电池研究进展[J]. 阙奕鹏,齐敏杰,史鹏飞. 电池工业. 2019(03)
[2]Ni-Co掺杂空心C-N管状复合物作为锌-空气电池阴极催化剂的性能研究（英文）[J]. 余亮,易清风,杨孝昆,陈瑶. Science China Materials. 2019(09)
[3]聚合铁钛混凝剂对印染废水的处理[J]. 石健,万杨,黄鑫,石宝友,耿建刚,华平. 环境工程学报. 2019(05)
[4]高比能铝空气电池研究进展[J]. 孙丁武,林维捐,谢银斯,邱树恒,何国强. 电源技术. 2019(01)
[5]极板间距对电生物体系降解甲基橙废水的影响[J]. 丁小洋,程方,张景丽,胡保安,胡佳,蔡耀娜. 水处理技术. 2018(05)
[6]微波-载铜活性炭催化氧化降解腐殖酸[J]. 刘再亮,孟海玲,周科,刘庭蕾,洪露. 过程工程学报. 2018(04)
[7]Study on the effects of organic matter characteristics on the residual aluminum and flocs in coagulation processes[J]. Hui Xu,Dawei Zhang,Zhizhen Xu,Yanjing Liu,Ruyuan Jiao,Dongsheng Wang. Journal of Environmental Sciences. 2018(01)
[8]铝、铁、钛3种金属盐基混凝剂调理污泥的性能比较[J]. 王晓萌,王鑫,杨明辉,张淑娟. 环境科学. 2018(05)
[9]铝空气电池阳极材料的研究进展[J]. 李碧谕,东青,张佼,王俊,孙宝德. 中国材料进展. 2016(11)
[10]Al-Mg-Sn-Ga铝阳极合金电化学性能研究[J]. 马景灵,任凤章,王广欣,熊毅,文九巴. 中国腐蚀与防护学报. 2016(05)
硕士论文
[1]金属空气电池-MEC耦合系统处理养猪废水及产氢效能研究[D]. 赵佳怡.哈尔滨工业大学 2016
[2]铝—空气电池阴极催化剂的制备及表征[D]. 刘臣娟.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：3122945
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3122945.html
