金屬鹽-有機溶劑-水體系電導(dǎo)率研究.pdf

1、余熱資源廣泛存在于工業(yè)生產(chǎn)過程中，其總量約占燃料完全燃燒熱的17%~67%，可回收率達(dá)60%，節(jié)能潛力巨大。將余熱轉(zhuǎn)換為電能是一種理想的節(jié)能方式，已提出的切實可用的發(fā)電方式有機朗肯循環(huán)發(fā)電技術(shù)、低溫汽輪機發(fā)電技術(shù)與半導(dǎo)體溫差發(fā)電技術(shù)，但均有一定的局限性。本課題組提出一種以逆向電滲析原理為基礎(chǔ)，通過溶液間濃度差實現(xiàn)的熱-電轉(zhuǎn)換新方法，該方法對余熱品位與熱源波動適應(yīng)性強，熱-電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由溶液熱分離部分與逆向電滲析電池部分組成，NaCl水溶液

2、的電導(dǎo)率與離子活度高，適合作為電池部分的工作溶液，但在熱分離時，水的高汽化潛熱會增加溶液熱分離能耗，降低熱-電轉(zhuǎn)換效率，因此需要找到能同時滿足熱分離過程熱力學(xué)特性與逆向電滲析過程電化學(xué)特性的工作溶液，其中，電導(dǎo)率與活度系數(shù)是影響熱-電循環(huán)轉(zhuǎn)換效率最為重要的兩個因素。
　　本文采用電極電導(dǎo)法在較寬濃度范圍內(nèi)測量了多種金屬鹽-水、金屬鹽-有機溶劑
　?。ù碱悾┒芤后w系與金屬鹽-有機溶劑（醇類）-水三元溶液體系與四元溶液體系電

3、導(dǎo)率，從分子間互相作用的角度分析濃度、溫度、離子半徑和溶劑種類等因素對溶液電導(dǎo)率的影響，并采用Castell-Amis經(jīng)驗方程對部分電導(dǎo)率實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。采用電動勢法驗證Na+與Cl-選擇性電極在水相體系中所測Li+與Cl-單個離子活度系數(shù)的準(zhǔn)確性。
　　在實驗的基礎(chǔ)上得到以下結(jié)論：離子締合與溶劑化作用是決定溶液電導(dǎo)率的主要因素，在測量濃度與一定溫度范圍內(nèi)，電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率隨濃度與溫度的升高而增大，部分溶液體系的濃度增加到一定

4、程度時，自由離子數(shù)目不再增加并開始締合為中性離子對，此時體系電導(dǎo)率取得極大值。對于同族離子，溶液電導(dǎo)率隨離子半徑增大而增大。溶劑極性與電解質(zhì)的溶解度與離解度共同決定體系導(dǎo)電性能。Castell-Amis方程可以很好的關(guān)聯(lián)存在電導(dǎo)率極值的溶液體系數(shù)據(jù)。實驗條件下，Na+與Cl-選擇性電極可用于Li+與Cl-單個離子活度系數(shù)的測量。
　　對熱-電轉(zhuǎn)換循環(huán)系統(tǒng)的工作溶液的選取給出如下建議：LiI–乙醇體系導(dǎo)電性能最優(yōu)，LiCl–乙醇、L