湖南省科技计划项目(2012GK2017) 作品数:9 被引量:18 H指数:2 相关作者: 何则强 滕瑶 熊利芝 费讲驰 吴玉先 更多>> 相关机构: 吉首大学 中南大学 更多>> 发文基金: 湖南省自然科学基金 国家自然科学基金 湖南省科技计划项目 更多>> 相关领域: 生物学 电气工程 化学工程 动力工程及工程热物理 更多>>
底物对微生物燃料电池产电性能的影响 被引量:1 2015年 在自行构建的"H"型双室微生物燃料电池(MFC)中,以湖南省吉首市大田湾污水处理厂曝气池中的污泥为接种污泥,以可溶性淀粉和白糊精为底物,考察不同底物及其质量浓度对MFC获得稳定开路电压所需时间、启动时间、电动势、内阻及功率密度等性能的影响.实验结果显示,在同样的条件下,以白糊精为底物的MFC启动快、内阻小、功率密度较小,而以可溶性为底物的MFC启动慢、内阻大、功率密度大;底物质量浓度低于6g/L时,以可溶性淀粉为底物的MFC达到稳定开路电压的时间随质量浓度增大而增加,底物质量浓度低于8g/L时,以白糊精为底物的MFC达到稳定开路电压的时间随质量浓度增大而增加.由于底物抑制效应,质量浓度较高时,随着底物质量浓度的增加.MFC达到稳定开路电压所需的时间反而减少. 滕瑶 王亚光 费讲驰 鲁涛 何则强关键词:微生物燃料电池 底物 产电性能 高电压钇掺杂镍锰酸锂的制备与表征 【引言】由于具有高达4.7V电压、快速的三维锂离子传输通道、热稳定性好、成本低、环境冲击小等原因,LiNi0.5Mn1.5O4被认为是下一代最有前途的高能量密度锂离子电池的正极材料,其研究近年来受到人们的普遍关注。其研究... 熊利芝 吴玉先 滕瑶 王家坚 何则强锂离子导体包覆镍锰酸锂正极材料的制备及其电化学性能 被引量:6 2015年 采用原位包覆法制备表面包覆Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3(LATP)的Li Ni0.5Mn1.5O4(LNMO),即LNMO@LATP正极材料。采用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及电化学测试等手段对其物相结构、表面形貌及电化学性能进行研究。结果表明:LATP以无定型态紧密包覆于Li Ni0.5Mn1.5O4的表面,包覆层厚度约为5 nm。由于LATP包覆层具有保护电极材料表面和提高锂离子导电的双重作用,减少了电极过程的副反应,降低了电化学极化,提供了更多的锂离子扩散通道,导致LNMO@LATP具有比LNMO更稳定的循环性能和更好的倍率性能,特别是在高温的情况下。室温下在0.2C放电时,LNMO@LATP和LNMO的首次放电容量分别为141.5和142.6m A·h/g,经80次循环后,二者放电容量保持率分别达到99.2%和98.0%;而在10.0C放电时,LNMO@LATP和LNMO的首次放电容量分别为93.5和70.6 m A·h/g,经80次循环后,二者放电容量保持率分别达到66.1%和49.5%。当循环温度提高到55℃时,LNMO@LATP和LNMO在0.2C循环80次后的放电容量保持率分别为95.5%和79.2%;而在10.0C放电循环80次后,放电容量保持率分别为88.0%和51.0%。 熊利芝 刘文萍 吴玉先 何则强关键词:电化学性能 Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3包覆LiNi0.5Mn1.5O4的原位制备与性能 【引言】高电压正极材料LiNi0.5Mn1.5O4由于其高达4.7V的电压、良好的热稳定性、较低的生产成本,已经成为锂离子电池领域的研究热点。但目前LiNi0.5Mn1.5O4材料依然面临着两个问题,限制了其实际应用。一... 熊利芝 滕瑶 吴玉先 王家坚 何则强4株高效产电菌的电化学活性及其生物学特征 被引量:1 2015年 采用循环伏安法对从湖南省吉首大田湾污水处理厂曝气池活性污泥中富集和筛选的37株产电菌的电化学活性进行考察。结果发现,4株菌株(F012、F015、F021、F026)的电化学活性较为显著,其中F026的电化学活性最好。对4株产电菌的系统发育分析表明,菌株F012属于Dyella属,与Dyella marensis CS5-B2T系统发育关系最为密切(相似性为97.22%);菌株F015属于Paludibacterium属,与该属的Paludibacterium yongneupense 5YN8-15T系统发育关系最为密切(相似性为97.70%);菌株F021和F026都属于Pseudomonas属,分别与该属的Pseudomonas simiae OLiT和Pseudomonas otitidis MCC10330T系统发育关系最为密切(相似性分别为99.60%和98.62%)。生物学特性研究表明,电化学活性最好的产电菌F026的生长温度范围为20-40℃,最适宜生长温度为30-35℃;生长p H范围为5-9,最适p H生长范围为8-9,适合作为微生物燃料电池的高效产电菌。 滕瑶 王亚光 费讲驰 刘祝祥 陈义光 何则强关键词:微生物燃料电池 电化学活性 生物学特性 钇添加量对LiNi_(0.5-0.5z)Mn_(1.5-0.5z)Y_zO_4电化学性能的影响 被引量:1 2014年 采用流变相法结合控制热处理制备添加钇(Y)的LiNi0.5Mn1.5O4材料(LiNi0.5-0.5z Mn1.5-0.5z Yz O4),研究钇添加量对LiNi0.5Mn1.5O4的结构、形貌、导电率以及电化学性能的影响。结果表明:添加适量的Y可抑制LiNi0.5Mn1.5O4颗粒的长大,稳定LiNi0.5Mn1.5O4的结构,提高材料的电导率,降低循环过程中的电化学极化,最终有效地提高LiNi0.5Mn1.5O4的循环性能和倍率性能。在研究范围内,添加量z为0.02时,材料LiNi0.49Mn1.49Y0.02O4具有最好的电化学性能。在0.2C放电时,LiNi0.49Mn1.49Y0.02O4的首次放电容量达到132.7 m A·h/g,经100次循环后,平均每次循环的容量衰减仅为0.011%。而在5.0C和10.0C放电时,LiNi0.49Mn1.49Y0.02O4仍显示出优异的倍率性能,首次放电容量仍达到0.2C放电时电容量的80.9%和76.9%,分别为107.3 m A·h/g和102.1 m A·h/g。 熊利芝 刘文萍 吴玉先 滕瑶 王家坚 何则强关键词:流变相法 高电压 糠酸正丁酯的超声辅助PMo_(12)/SnO_2催化合成及其动力学研究 被引量:1 2014年 采用简单浸渍法制备了Sn O2负载的磷钼杂多酸(PMo12/Sn O2),并采用X-射线衍射和扫描电镜对其进行了表征。以PMo12/Sn O2为催化剂,利用超声作用,快速合成了糠酸正丁酯并研究了其反应动力学。通过单因素实验法研究了各因素对糠酸正丁酯产率的影响,得出了最佳反应条件:醇酸物质的量比为3:1,催化剂0.50 g,带水剂5 m L,超声作用时间15 min,超声波功率200 W。在此条件下糠酸正丁酯的产率达到97.5%。与文献报道的其他方法相比,超声辅助PMo12/Sn O2催化合成糠酸正丁酯具有需时少、产率高、能耗低等特点。测定了343 K、353 K和363 K时催化反应的动力学参数,结果表明糠酸正丁酯的超声辅助PMo12/Sn O2催化合成反应符合二级动力学方程,其反应表观活化能为27.85 k J/mol。与单纯超声酯化法、PMo12/Sn O2催化酯化法、直接水浴加热酯化法相比,由于超声处理与PMo12/Sn O2催化之间可能存在某种协同作用,超声辅助PMo12/Sn O2催化合成法显著降低了酯化反应的表观活化能,促进了反应的快速进行,提高了糠酸正丁酯的产率。 熊利芝 王家坚 滕瑶 何则强关键词:动力学 阳极液提取Mn^(2+)和NH_3-N的影响因素及其分析 2014年 以阳极液作为提取剂,从电解锰渣中提取Mn2+和NH3-N,考察了液固比、反应温度和反应时间等3个因素对Mn2+和NH3-N提取效果的影响.实验结果表明,阳极液对Mn2+的提取效果明显优于对NH3-N的提取效果.Mn2+的最佳提取条件是液固比(mL/g)为10∶1,在50℃下反应30min,提取率达72.1%;NH3-N的最佳提取条件是液固比为10∶1,在50℃下反应40min,提取率达45.6%.动力学研究表明,阳极液对电解锰渣中Mn2+的提取反应符合拟一级动力学方程,而对NH3-N的提取反应符合拟二级动力学方程. 费讲驰 范丹 滕瑶 何则强 熊利芝关键词:电解锰渣 锰离子 氨氮 阳极液 微生物燃料电池中假单胞菌F026的产电性能研究 被引量:2 2015年 基于微生物燃料电池的反应装置,从污水处理厂曝气池的污泥中通过富集,筛选和基于16S rRNA基因序列的系统发育分析等手段驯化出1株高效产电假单胞菌F026。以F026为阳极产电菌制作微生物燃料电池,考察了底物种类、温度和p H值等因素对微生物燃料电池产电性能的影响。结果表明,F026最适合在以可溶性淀粉为底物,p H为中性偏碱性,温度在30~35℃的环境下生长。在此条件下,微生物燃料电池的最高电压达到500 m V,体积功率密度达到2 W/m3。 费讲驰 滕瑶 熊利芝 吴玉先 陈义光 何则强关键词:微生物燃料电池 产电性能 假单胞菌 微生物燃料电池中产电微生物的系统发育分析及筛选 被引量:6 2014年 对污水处理厂曝气池的产电微生物进行富集并利用纯培养法筛选,采用基于16S rRNA基因序列的系统发育分析方法研究了产电微生物的生物多样性,并基于三电极体系绘制出的循环伏安曲线鉴别出产电性能较强的纯菌株。结果表明,菌株F003、F042和F050与其系统发育关系最密切的有效发表种的典型菌株的16S rRNA基因序列存在较大差异,分别代表新的分类单元。之后又对所获得的38株菌株进行电化学测试活性,得出4株活性较强的菌株,其中菌株F010和F017的电化学活性比菌株F007和F051更为显著。 费讲驰 滕瑶 熊利芝 吴玉先 何则强关键词:微生物燃料电池 产电微生物 微生物多样性 电化学活性