探究孔结构对热电池用氧化镁吸附性能的影响

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　　摘 要：热电池这种初级电池，其主要的电解质是固体盐，在实际使用中，会因为状态变化，而发生泄漏，不但会污染环境，还会造成其他不良影响。所以电池的电解质中应加入一定比例的粘合剂，从而达到改变状态的目的，控制其流动。为了更好的提升针对熔岩流动的抑制效果，要增加多孔氧化镁纤维，由此热电池的性能也得到提升，由此就实现了物理与化学的共同应用，解决问题。然而，氧化镁仍然存在一些缺陷。吸附材料成型后，不但对材料的回收利用有好处，而且还能减少材料的损失。可以在固定的床上操作。因此，研究氧化镁的吸附和形成具有重要的实用价值。
　　关键词：氯化镁基；吸附材料成型；性能分析
　　1 孔结构对热电池用氧化镁吸附影响
　　热电池在实际使用中，主要是作为备用电源，可以通过自身的加热系统，实现内部状态的变化，从而达到发电的目的。这种电池的活化时间比较短，温度范围大，储存时间比较长，所以使用性能比较好，在导弹、火炮等武器装备中，得到较多的使用。热电池在不同环境下，会有相应的变化，如工作环境高于熔融盐电解质熔点时，电解质就会变为液体状态，体现流动性。但是这种流动过程存在电噪声，如果持续时间较长，会导致电池短路，影响后续电池的稳定放电。
　　为了抑制电解质的流动，一般在电解质中加入一种化学惰性物质，以抑制电解质的流动。氧化镁是锂基热电池最常用的流动抑制剂，熔融电解质通过毛细管吸附固定在电解质结合板上。在使用热电池时，抑制剂氧化镁的高含量可导致内阻的增加和电池效率的降低；氧化镁的含量越低，电解质流动作用的减弱被抑制。
　　1.1 孔结构的形成
　　将材料装入枪管后，在螺旋旋转过程中通过螺杆表面与枪管内壁之间的摩擦和剪切将材料输送到进料段。在输送期间，松散的固体材料被压实。在压缩段，螺旋槽变浅，使材料进一步收缩；在匀化段，材料均匀定量挤压；最后，最终产品定型。该生产模式具有效率高、连续性好、操作方便、应用广泛等优点。
　　1.2 热电池吸附材料
　　制备有机无机膜吸附材料最方便、最常见的方法是共混法，组分浓度易于控制，该方法适用于各种形式的无机物质。其中，溶膠—聚合物法包括以下步骤：第一，水解一种无机物质，在溶胶—聚合物法处于凝胶状态后与聚合物混合，凝胶化进入膜中；并采用溶液混合法将有机聚合物完全溶解在有机溶剂中，并以合适的方式将有机聚合物与含镁氧基吸附材料混合，然后将干净的玻璃板上压形成薄膜，并在凝固浴中除去溶剂形成薄膜。采用混合法可制备各种气体或重金属离子的吸附薄膜，结果表明该方法是可行的。吸附材料既能保持有机物原有的良好力学性能、耐热性和耐溶剂性，又能保持有机物易于加工和形成的性能。
　　2 氧化镁吸附性能分析
　　吸附实验的第一步是在不同温度下，准确地将形成的氧化镁吸附材料在100mL的玻璃瓶中进行适当的称重，以增加已知的氟离子污染物浓度，二是在吸附充分动摇后，根据国际法规规定的研究方法确定吸附溶液中的残留污染物浓度。吸附量是实验后初始溶液体积与预启动溶液浓度与污染物浓度之差的乘积，而上述形式的含氧镁吸附材料的质量，去除率可以用预起动溶液的浓度与吸附污染物的浓度与待吸附溶液的初始浓度之比来表示。
　　2.1 吸附时间的影响
　　重复上述振荡前的步骤，同时，在不同时间提取样品，测定污染物浓度，计算不同吸附时间的污染物吸附速率和去除速率。
　　2.2 初始浓度的影响
　　首先将等量的浓度不同的污染物溶液，加入到瓶子中，然后放置在恒温下，直到振荡环境促使吸附完成。提取样品并检验，记录数据，并比较与放入钱的差距，比较吸附能力与去除效果。
　　2.3 吸附剂质量的影响
　　仍然是重复第一步，采用采样法测定了污染物的吸附量，并计算了不同质量吸附剂的吸附量和吸附去除率。
　　2.4 初始溶液pH值的影响
　　一定温度下，将同等质量的模化氧化镁吸附材料放入玻璃烧瓶100mL的基团中，分别加入一定浓度的一定体积的污染物溶液，利用或调整溶液的初始pH值，并在恒定温度下振荡，直至吸附完成；分别提取样品确定污染物浓度，计算吸附量和与不同pH值污染物对应的去除率。
　　2.5 吸附温度的影响
　　重复吸附试验的第一步，将同体积、同浓度的污染物溶液放入烧瓶后，在不同温度下振荡玻璃烧瓶，直至吸附完成，分别提取小样测定污染物浓度，并计算在不同温度下，其对应的吸附量和脱除率。
　　3 结论
　　在自然界中，以氧化镁为基础的吸附材料不仅容易获得，而且价格低廉。这种成膜材料的性能明显优于粒子形态的材料，能够在实际使用中，快速完成吸附，并且不容易出现堵塞问题。这种材料因为其独有的成膜特点，能够在固定床上使用。以上比较的两种成型办法，其工艺简单，能够按照实际生产进行选择，能够有效降低成本，在实际生产中，拥有非常好的前景与价值。如果要放入其他领域应用，还应进行前期检验，分析这种吸附原理是否适用于所有污染物，从而更加准确的进行选择。
　　参考文献：
　　[1]张玉忠，丁晓莉，林立刚，李泓.树脂001填充PES膜吸附水中重金属离子的研究[J].天津工业大学学报，2011（02）.
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