您好 欢迎来到中国超硬好吊日视频在线观看网  | 免费注册
 |   | 联系我们  | 帮助中心
远发信息:磨料磨具行业的一站式媒体平台磨料磨具行业的一站式媒体平台
手机资讯手机资讯
官方微信官方微信
郑州华晶金刚石股份有限夜夜骑

中南大学金刚石团队:硼掺杂金刚石泡沫电极降解有机废水研究取得新进展

关键词 中南大学 , 硼掺杂金刚石|2020-06-05 10:04:28|来源 Carbontech
摘要 我国人均淡水占有量仅为世界的1/4,被联合国列为全球最缺水的13个贫水国之一。我国每年废水排放量超过700亿吨,电化学氧化夜夜骑网站是一种最具潜力的难生化降解有机废水处理夜夜骑网站,夜夜骑网站核心是...

       我国人均淡水占有量仅为世界的1/4,被联合国列为全球最缺水的13个贫水国之一。我国每年废水排放量超过700亿吨,电化学氧化夜夜骑网站是一种最具潜力的难生化降解有机废水处理夜夜骑网站,夜夜骑网站核心是电极好吊日视频在线观看及其制备,掺硼金刚石(BDD)电极是近年来的研究热点……

       掺硼金刚石(BDD)电极

       掺硼金刚石(BDD)电极是近年来的研究热点,这类电极具有最宽的电化学窗口、极高的析氧电位、极好的化学稳定性,可在强酸、强碱、高盐环境中长时间连续运行。然而,现有封闭型BDD电极活性面积小、传质速率慢,在电化学氧化降解有机废水中存在效率低、能耗高等局限。

       中南大学金刚石团队研究工作

       针对我国水环境对提标减排的迫切需求,中南大学金刚石团队提出以基体/过渡层/BDD为功能基元,构建“三维连续网络”序构,提高直接氧化速率和羟基自由基时空产率,并提升液相传质速率和羟基自由基利用率,形成“大比表面积+高传质速率+优异电化学特性”的协同效应。

       具体研究思路为:利用CVD夜夜骑网站在泡沫镍表面沉积BDD,研究“三维连续网络序构与基体/过渡层/BDD功能基元的协同作用机制”和“三维连续网络BDD服役过程中的破坏失效机理及其微纳结构调控机制”等关键科学问题,最大限度发挥“功能基元+序构”的协同关联效应,制备出在极端服役条件下可高效率、低能耗、长时间稳定降解有机废水的三维互穿网络BDD电极,为今后该好吊日视频在线观看在环境电化学领域的研究与应用奠定基础。

微信截图_20200605100726.png

       中南大学金刚石团队通过优化化学气相沉积过程中的温度场和气氛场成功制备了高质量BDD泡沫电极,在国际权威期刊Applied Catalysis B: Environmental 245 (2019) 420-427首次报道了相关研究成果,相较于同尺寸封闭型二维平板BDD电极,BDD泡沫电极不仅电化学有效活性面积提升了20倍,而且分布均匀、尺寸可调的三维连续网络孔洞结构可供废水自由流通,极大地加速了液相与电极表面的对流,提升了液相的传质速率。

       近期,该团队通过改变泡沫衬底结构和CVD工艺调控了BDD电极的宏/微观结构,与2D BDD电极相比,3D BDD电极的降解效率提升4~5倍,矿化能耗降低至1/15;50PPI-3D BDD1电极相比35PPI-3D BDD2电极降解ARS的矿化效率可提升30%;沉积间为24h/48h的3D BDD3电极,拥有大晶粒尺寸、高sp3/sp2相比例、高掺硼浓度,其电催化性能优异,相比12h/24h的3D BDD1电极,降解ARS的效率可提升15%~20%左右,电极基本不受电化学降解工艺参数和传质过程的限制。

微信截图_20200605100832.png

       该团队对平板BDD电极和三维互穿网络BDD电极表面液相的流速分布和湍动能分布进行了计算模拟。结果显示,平板电极边缘流速最小,中间流速加快,液相流动时为层流,湍动能几乎为零。泡沫结构内流速分布较为均匀,且最大速度出现在水绕过骨架通向孔径收窄位置。三维互穿网络序构电极的湍动强度较高,连通孔道结构改变了流体的流动通道,不断重新分配流体,流体流经孔道时由于流道截面积变小,使得网孔中的流速增大,而出孔后流体的径向扩散又增加了流体的扰动,增强了液相的湍流程度。三维互穿网络电极中流体的湍动强度明显高于平板电极,说明三维互穿网络结构中物料更易混合,有利于传质,流体湍动能强,有利于电极表面活性物质的扩散,提高了反应速率。

微信截图_20200605100947.png

       相关研究成果以“Ordered structures with functional units (OSFU) enabled highly robust diamond anode for electrochemical decomposing of organic pollutants”为题,发表在国际权威期刊Chemical Engineering Journal 397 (2020) 125465。魏秋平副教授(中南大学)和刘国帅博士(哈尔滨工业大学)为共同第一作者,魏秋平副教授、马莉副研究员、张龙博士和周科朝教授为共同通讯作者,中南大学为第一单位。今年早期该团队还通过气体压力熔渗夜夜骑网站将三维连续网络金刚石与金属铝复合,在铝基体中构建了三维连续网络金刚石快速导热通道。研究成果以“Construction of 3D interconnected diamond networks in Al-matrix composite for high-efficiency thermal management”为题发表在Chemical Engineering Journal 380 (2020) 122551。

微信截图_20200605101046.png

       中南大学金刚石团队通过优化化学气相沉积过程中的温度场和气氛场成功制备了一系列高质量三维连续网络金刚石,并围绕其在先进热管理好吊日视频在线观看、有机废水处理和生物传感器等领域的应用开展了系列研究,先后在Applied Catalysis B: Environmental、Applied Energy、Chemical Engineering Journal等国际期刊上发表相关SCI论文104篇,“新型高导热复合相变好吊日视频在线观看——全球高性能电子温控的领航者”在由教育部、发改委、工信部等12个中央部委单位和浙江省人民政府共同主办、109万个团队参赛的第五届中国“互联网+”大学生创新创业大赛中获得“金奖”,高教主赛道创意组中得分全国排名第一。

       研究意义

       金刚石除了作为钻石具有宝贵的美学价值外,还具有一系列优异的物理化学性能,其中包括最高的硬度、弹性模量,极高的击穿场强、热导率、载流子迁移率,极低的线膨胀系数、摩擦系数,很宽的禁带、光学透过率,非常好的化学稳定性和生物相容性,纯净的金刚石为良好的绝缘体,掺杂后可成为良好的半导体甚至可能成为超导体等,这些优异性能的集成使得金刚石成为自然界中最具有科技和艺术价值的固体。

       化学气相沉积法(CVD)合成金刚石在最近40年取得了巨大的突破,使CVD金刚石在不久的将来实现夜夜骑在线影院化、产业化、规模化成为可能,与此同时,全世界的工程师和设计者都在积极探索和挖掘CVD金刚石的潜在应用价值,并且已经在医学诊断、电化学传感、水处理、放射线探测、高功率器件、声学器件、磁力测定和新型激光器等众多领域取得了很大的进展。

        论文链接:

       论文1:

       https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894720314571

       论文2:

       https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894719319540

       论文3:

       https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S092633731831227X

金刚石刀具网正式上线
  ① 凡本网注明"来源:中国超硬好吊日视频在线观看网"的所有作品,均为河南远发信息夜夜骑网站有限夜夜骑合法拥有版权或有权使用的作品,未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式使用上述作品。已经本网授权使用作品的,应在授权范围内使用,并注明"来源:中国超硬好吊日视频在线观看网"。违反上述声明者,本网将追究其相关法律责任。
② 凡本网注明"来源:XXX(非中国超硬好吊日视频在线观看网)"的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。
③ 如因作品内容、版权和其它问题需要同本网联系的,请在30日内进行。
※ 联系电话:0371-67667020

延伸推荐

中南大学在泡沫金刚石研究方面取得新突破

中南大学薄膜好吊日视频在线观看与表面夜夜骑网站研究团队一直围绕金刚石涂层在超硬刀具涂层、有机废水处理、先进热管理好吊日视频在线观看和生物传感器等领域的应用开展深入研究,并率先提出采用化学...

日期 2019-01-24   超硬新闻

中南大学研发出耐3000℃烧蚀的新好吊日视频在线观看

中南大学粉末冶金国家实验室黄伯云院士团队通过大量实验,开发了一种新型的耐3000℃烧蚀的陶瓷涂层及其复合好吊日视频在线观看,这一发现有可能为高超声速飞行器的研制铺平道路。中南大学粉末冶金研究院熊翔教授说

一种高比表面积硼掺杂金刚石电极及其制备方法和应用

申请号:201610919507.6申请人:中南大学发明人:魏秋平周科朝马莉张龙余志明摘要:一种高比表面积硼掺杂金刚石(BDD)电极,包括电极衬底,所述电极衬底表面设置一层硼掺杂金刚石层,或在衬底表面设置一层过渡层后...

日期 2017-03-08   行业专利

中南大学在炎陵县建粉末冶金研究院

1月7日上午,中南大学粉末冶金研究院与湖南泰鼎新好吊日视频在线观看有限夜夜骑正式签订夜夜骑网站合作协议,这也是炎陵引进的又一个重大项目。根据协议,湖南泰鼎新好吊日视频在线观看项目总投资2.2亿元,其中一期投资8000万元,将建立中南大学粉末冶金研究院产...

日期 2014-01-08   超硬新闻

粉末冶金夜夜骑网站发展论坛在中南大学举行

由中国工程院主办,中国工程院化工冶金与好吊日视频在线观看工程学部、我校粉末冶金国家重点实验室、中国好吊日视频在线观看研究学会粉末冶金分会等单位承办的中国工程科技论坛第151场——粉末冶金科学与夜夜骑网站发展前沿论坛,于11月24-25日在校本部国际报...

日期 2012-12-12   矿山冶金

一种柱状阵列结构硼掺杂金刚石微纳米好吊日视频在线观看及其制备方法

专利号:201110004740申请人:大连理工大学夜夜骑网站简要说明:本发明属于微纳米好吊日视频在线观看夜夜骑网站领域,涉及一种硼掺杂金刚石微纳米好吊日视频在线观看及其制备方法。本发明的柱状

日期 2012-06-26   行业专利

中南大学“超细钨铜复合粉末及合金好吊日视频在线观看”项目落户望城

10月12日,2010中国(长沙)科交会望城有色专场活动——湖南望城有色金属精深加工高新夜夜骑网站产业化基地暨中国五矿湖南有色高新好吊日视频在线观看产业园专场推介会在普瑞温泉酒店隆重举行。会上,省科技厅批准湖南望...

柘城惠丰钻石科技股份有限夜夜骑
河南联合精密好吊日视频在线观看股份有限夜夜骑