双核金属酞菁衍生物改性双极膜的制备与表征

将双核金属酞菁衍生物添加到羧甲基纤维素阳膜层制备改性的羧甲基纤维素/壳聚糖双极膜(CMC/CS BPM),用扫描电子显微镜(SEM),电子万能试验机等对其进行了表征.结果表明改性后膜的离子交换容量和双极膜的机械性能得到提高,双极膜的溶胀度下降.此外,具有不同中心金属离子的双核金属酞菁衍生物较具相同中心金属离子的双核酞菁衍生物有更强催化中间界面层水解离能力.当电流密度为60 mA·cm-2时,FeCoPc2 (COOH)12改性的双极膜槽电压只有5.3V.     

双核金属酞菁类化合物电子结构研究——双核酞菁镍分子的电子结构

本文采用INDO/CI方法研究了双核酞菁镍分子的电子结构。结果表明由于自由双核酞菁分子具有稳定过渡金属离子不同价态的作用,从而导致双核酞菁镍分子有两种稳定构型Ni(Ⅱ)pc—pcNi(Ⅱ)和 Ni(Ⅰ)pc—pcNi (Ⅲ),其中后者相对更稳定。与双核酞菁铁分子相比,双核酞菁镍分子中的酞菁环同样充当电子载体(电子桥)的作用,而且两种构型间的转变同样会引起前线分子轨道性质的变化。     

mPAA/CMC-mCS双极膜的制备及其在电合成TMAH中的应用

聚丙烯酸(PAA)和羧甲基纤维素钠(CMC)共混后以3价铬离子改性,制备了mPAA/CMC阳离子交换膜;以戊二醛和正二丁基二氯化锡改性壳聚糖(CS),制备了阴离子交换膜(mCS)溶胶.采用流延法制得mPAA/CMC-mCS双极膜.IR分析表明,双极膜阴阳两膜层分别含有NRH2+和COO-官能团.膜特性研究表明,双极膜具有较高的离子交换容量和较好的离子渗透性.将该双极膜应用于电解制备四甲基氢氧化铵(TMAH).当电流密度为15 mA/cm2时,镍网电极工作8 h,产率达74%,电解槽工作电压为3.4 V.     

过渡金属酞菁化合物的能带结构研究

用EHMO/ CO方法对过渡金属酞菁化合物的能带结构进行了研究.结果表明:不同金属原子的酞菁的能带结构不同.钛、钒、铬酞菁的能带结构与酞菁的能带结构相似,而锰、铁、钴、镍、铜酞菁的能带结构与酞菁的能带结构明显不同,金属酞菁化合物的带隙变窄;酞菁环中心的不同过渡金属离子,在不同K点的分子轨道对称性不同;不同金属原子的酞菁环的层间距不同,其导电性不同.层间距越小,带宽越大,导电性能越强.     

改性羧甲基纤维素膜的制备及其在氨氮废水处理中的应用

以F eC l3改性羧甲基纤维素(CM C),使得水溶性CM C膜改性为疏水性阳离子交换膜CM C-F e,该膜能稳定存在于酸碱溶液中.用扫描电镜观察其表面形态,IR分析表明改性羧甲基纤维素中的-COOH吸收峰发生了位移.将其应用于电渗析去除高浓度氨氮废水的处理中,结果表明,该膜对氨氮的选择透过性较好,能有效地去除水中氨氮,去除率可达90%.NH4 的迁移过程符合一级反应动力学.     

静电纺丝法制备PAN-CuTsPc纳米纤维改性CMC-PVA/CS-PVA双极膜

分别用Fe3+和戊二醛作为交联剂对羧甲基纤维素钠(CMC)-聚乙烯醇(PVA)阳膜层和壳聚糖(CS)-聚乙烯醇阴膜层进行改性,在中间界面层引入以静电纺丝技术制备的聚丙烯腈(PAN)-四磺酸基铜酞菁(CuTsPc)纳米纤维纺丝,制备了CMC-PVA/PAN-CuTsPc/CS-PVA双极膜(BPM).并用扫描电镜、接触角测定仪,电流密度-槽电压关系曲线、交流阻抗谱等对制备的双极膜进行了表征.结果表明,CMC-PVA阳膜用PAN-CuTsPc纳米纤维纺丝改性后,表面亲水性增强,中间界面层水解离效率提高,致使双极膜的膜阻抗和IR降显著降低.CMC-PVA/PAN-CuTsPc/CS-PVA(w(CuTsPc):3.0%)双极膜在90 mA·cm-2电流密度时的电阻压降(即膜IR降)仅为0.9 V.     

三聚氰胺改性阴膜层增强双极膜水解离性能的研究

分别以三聚氰胺和戊二醛改性壳聚糖,三价铬离子改性羧甲基纤维素钠(CMC)制备了mCMC/Mel-CS双极膜.阴膜层经三聚氰胺改性后,离子交换容量增大、膜的交流阻抗降低.J-E工作曲线的测试结果表明,以该双极膜装配的电解槽工作电压较低.在40mA·cm-2的工作电流密度下,电解槽工作电压低于4.3 V.     

不同金属离子改性CMC-PVA/CS-PVA双极膜的研究

分别用Fe3+、Cr3+和Ca2+对羧甲基纤维素钠(CMC)-聚乙烯醇(PVA)阳膜层进行改性,制备了Me-CMC-PVA/CS-PVA双极膜(双极膜简记为BPM,CS为壳聚糖,Me=Fe3+,Cr3+或Ca2+).研究表明,Fe-CMC-PVA阳膜亲水性强于以Cr3+或Ca2+改性的CMC-PVA阳膜,相应地,Fe-CMC-PVA/CS-PVABPM中间界面层水解离能力也较强,膜IR降和槽电压也较低.此外,Fe-CMC-PVA/CS-PVA BPM的机械性能、热稳定性也较好,其在水和酸、碱溶液中的溶胀度也较低,有效地提高了双极膜的性能.     

金属酞菁的电催化性质研究进展

本文综述了金属酞菁的电催化性质及其对分子氧的电催化还原,比较了取代基和中心金属离子对金属酞菁电催化性质的影响.     

填充剂改性羧甲基纤维素对聚氨酯(PU)膜性能的影响

聚氨酯合成革生产中,为了降低成本,改善性能,经常在涂层浆中添加填充剂纤维素粉末等。为了提高聚氨酯合成革的吸湿性,本文用改性羧甲基纤维素代替纤维素粉末作填充剂,并对分别添有纤维素粉末和改性羧甲基纤维素的聚氨酯膜的性能进行了比较。     

碳纳米管/纤维素纳米复合材料的制备及酞菁功能化

在乙酸纤维素(CA)纺丝液中掺入多壁碳纳米管(MWNT),通过静电纺丝技术制备得到MWNT掺杂乙酸纤维素纳米纤维MWNT/CA-NF,通过KOH水解将其还原为MWNT掺杂纤维素纳米纤维MWNT/RC-NF.采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)和透射电子显微镜(TEM)观察了纳米纤维的形貌变化和MWNT的排列情况.对MWNT/RC-NF进行表面改性后将四氨基钴酞菁(CoPc)修饰于纳米复合材料表面,制备得到碳纳米管掺杂、酞菁功能化纳米纤维(MWNT/CoPc-s-NF),初步研究其对染料废水的催化氧化降解脱色性能.结果表明,MWNT的引入能有效提高CoPc的催化反应活性.     

双核磺化酞菁钴掺杂聚苯胺膜的制备和表征

采用电聚合方法制成不同浓度双核磺化酞菁钴(bi-CoPc)掺杂的聚苯胺(PAn-bi-CoPc)膜,并用电化学、紫外-可见-近红外光谱、红外光谱、扫描电子显微镜及电导率进行了表征.结果表明:酞菁浓度对膜的电化学行为有影响,PAn膜和PAn-bi-CoPc膜在近红外区都有较宽的吸收带,当bi-CoPc为1 mmol/L时,PAn-bi-CoPc膜在近红外区出现明显的吸收峰,膜在近红外区的吸收强度随酞菁浓度增加而下降;红外光谱发现掺杂后酞菁的共轭体系得到加强.     

一种新型生物膜材料——葡甘聚糖/海藻酸钠/羧甲基纤维素共混膜

利用溶液共混法制备了新型生物膜材料——葡甘聚糖/海藻酸钠/羧甲基纤维素共混膜(blend film),通过红外光谱、X-射线衍射、原子吸收光谱、扫描电镜等对共混膜的结构进行了表征,测定了不同配比共混膜的透光率、抗张强度、断裂伸长率、吸水率和水蒸汽透过率,并对共混膜进行了热重和差示量热扫描分析.结果表明：Ca2＋交联、氢键以及静电引力等强烈相互作用使三元共混膜力学性能等得到了显著改善,其抗张强度明显高于葡甘聚糖膜、海藻酸膜和海藻酸/羧甲基纤维素二元共混膜,并具有良好的热稳定性,在生物医学领域或食品材料领域有潜在利用价值.     

双极膜的制备及应用研究进展

介绍了双极膜的基本结构原理及其发展历程，总结了近年来用于双极膜制备和改性的各类膜材料，及可提高双极膜水解离性能的中间催化层,并详细梳理了双极膜电渗析技术在不同领域的应用，为双极膜的制备、改性研究提供参考，为深化、拓展双极膜电渗析技术的应用领域提供借鉴.     

PAMPSLi-CMC/CS双极膜的制备与表征

将聚(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸锂)(PAMPSLi)与羧甲基纤维素钠(CMC)共混制备了PAMPSLi-羧甲基纤维素钠/壳聚糖(CS)双极膜(BPM).实验结果表明,在CMC阳膜层中添加PAMPSLi可提高其离子交换容量和氢离子渗透性能.与CMC/CS双极膜相比,PAMPSLi-CMC/CS双极膜的电阻压降(IR降)和溶胀度均降低.当PAMPSLi的添加量为4%,电流密度为105mA.cm-2时,PAMPSLi-CMC/CS双极膜的IR降为2.0V.     

金属酞菁功能化纳米纤维的制备:间隔臂效应

在金属酞菁与氧化纤维素纳米纤维载体之间引入一条四乙烯五胺间隔臂,制备得到间隔臂连接金属酞菁功能化纳米纤维.通过衰减全反射傅立叶变换红外光谱对纳米纤维进行表征.采用单因素法研究金属酞菁的最优固定条件,结果表明:25mmol/L高碘酸钠、30℃氧化温度、10%四乙烯五胺、2%戊二醛偶联剂时,纳米纤维表面金属酞菁固定量达到400μmol/g.间隔臂的引入可有效提高纳米纤维对染料溶液的吸附容量.pH=6时,CoPc-s-NF对活性艳红X-3B染料的吸附容量是金属酞菁功能化纳米纤维CoPc-NF的3倍.     

磺化酞菁钴-细菌纤维素复合材料对染料废水降解的研究

将磺化酞菁钴(CoPcS)固载在细菌纤维素(BC)上制得异相复合的磺化酞菁钴-细菌纤维素复合材料(CoPcS/BC),有效地解决了传统工艺处理染料废水时存在的均相催化剂分离困难、H2 O2利用率低等问题.探究了CoPcS/BC用量、H2 O2用量、反应温度以及溶液pH值对CoPcS/BC催化降解染料活性红2(RR2)的...     

质子交换膜燃料电池双极板用金属改性的研究

通过脉冲偏压电弧离子镀工艺,在316L不锈钢表面上沉积出致密的Cr的氮化物梯度薄膜(CrxN).表面改性后的不锈钢双极板界面导电性能良好,在质子交换膜燃料电池电堆的组装力范围内,与Toray碳纸的接触电阻为7.9～11.2 mQ·cm2.双极板的耐腐蚀性能相对于未处理的316L不锈铜基体有了显著的增强:在0.5 mol/L H2SO4 5×10-6mol/L F-的模拟电池环境腐蚀溶液中,室温下改性后双极板的腐蚀电流约为10-7 A/cm2,比基体的小了2个数量级;70℃时在相同的腐蚀环境下,虽然腐蚀电流有所增大,但仍然比不锈钢基体的腐蚀电流小1～2个数量级.改性双极板有很高的表面能,与水的接触角达90°,这有利于电池内部液态水的排出.通过表面改性获得的具有耐蚀-导电-憎水综合性能的金属双极板材料,在质子交换膜燃料电池中有很大的应用潜力.     

PAAS-CMC/Mel-CS双极膜的制备及其应用

以聚丙烯酸钠改性羧甲基纤维素钠和三聚氰胺改性壳聚糖选用流延法制备了PAAS-CMC/Mel-CS双极膜,并测定其性能。将PAAS-CMC/Mel-CS双极膜作为电解槽的隔膜,应用于成对电合成乙醛酸.实验结果表明,以质量分数10%乙二醛和质量分数10%氢溴酸的混合液为阳极液,以饱和草酸和质量分数20%硫酸的混合液为阴极液,在20 m A·cm~(-2)的电流密度下电解5 h,阴阳极室乙醛酸的浓度达48.37 mmol·L~(-1)和59.43 mmol·L~(-1),电压稳定在2.9 V左右.     

TiO2-蒽醌改性双极膜在光助电催化降解苯酚中的应用

以TiO2-蒽醌改性双极膜中间层,并用作电解槽隔膜降解含酚废水.通过测定降解过程中苯酚溶液的紫外-可见分光光度和高效液相色谱,研究改性双极膜对苯酚降解的影响.电镜扫描、膜阻抗测定、渗透性测定等结果表明,TiO2-蒽醌改性双极膜在提高膜性能,降低膜阻抗,减少能源消耗等方面效果良好,紫外光照射180 min,苯酚降解为CO...