改性剂对PVA基碱性固体聚合物电解质性能的影响

为了改善PVA-KOH-H2O体系碱性固体聚合物电解质(ASPE)的性能,采用溶液浇铸法向其中添加改性剂制备复合电解质膜,利用X射线衍射仪(XRD)、循环伏安法(CV)和交流阻抗法(AC)等对电解质膜的物相和性能进行了表征.研究结果表明:聚合物电解质以无定形态为主,含极少量晶相,改性剂的适量添加可以降低电解质膜的结晶度增大无定形区域,离子电导率随PEO的加入先减小后增大,随增塑剂的加入先增大后减小,三种改性剂中GROL效果最好可达4.52×10-2 S/cm,电化学稳定窗口随改性剂的添加略微变窄,但仍显示了较好的电化学稳定性,当三种物质同时共混加入时电化学性能优于单个组分.该研究结论对制备高能量碱性固体电池具有一定的参考价值.     

IPN固体电解质的研究

研究了含碳酸丙烯酯的ＩＰＮ固体电解质的导电性，获得了室温电导率为９×１０＾－５ｓ．ｃｍ＾－１的ＩＰＮ固体电解质。     

聚氨酯固体电解质的聚合物—离子相互作用及其导电作用

制备了一种结构类似于聚氨酯硬段的模型化合物,并以该模型化合物与聚氨酯和高氨酸钠盐复合,制备了一系列的聚氨酯型聚合物固体电解质,通过红外光谱和复阻抗谱分析方法对该体系的离子聚集形态、离子-聚合物相互作用进行了初步的探索,并对其离子导电性能进行了研究,结果表明,随着钠离子浓度的增加,钠离子优先与醚氧基发生络合,当其浓度达到较高水平后,转而主要与羰基发生络合;体系中盐浓度升高,自由离子和离子聚集体数目均有增加,该体系存在最佳盐程度,此时具有很高的离子导电性能,但电导率与温度关系不符合Arrhenius方程,硬段模型化合物的加入不利于体系的离子导电性能。     

基于超支化聚醚的固体聚合物电解质性能研究

合成一种新型超支化聚醚类固体聚合物电解质. 通过交流阻抗技术测试分析了电解质的离子导电性能,结果表明:温度、锂盐添加量均对离子电导率有较大影响,当锂盐质量分数为30%时,电导率最高(80 ℃时5.45×10-4 S/cm;室温1.2×10-5 S/cm).     

PVDF-HFP微孔膜电解质的制备及性能

以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,水为非溶剂经相转移制备聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物电解质,用扫描电子显微镜、交流阻抗和线性扫描对所制聚合物膜进行表征.实验结果表明:相转移法制得的微孔膜孔隙丰富,吸液率可达480%,电化学稳定窗口为5.5 V,浸取电解液后室温离子电导率为4.7 mS?cm-1;以LiCoO2为正极制得的聚合物电池0.2 C充放电, 首次放电平台为3.85 V以上, 放电容量为133.5 mA?h?g-1,循环过程中充放电效率高于98%,50次循环后容量保持为130 mA?h?g-1,以0.5 C和1 C放电时分别能保持0.1 C放电容量的94%和92%.     

IPN固体电解质的研究

研究了含碳酸丙烯酯（ＰＣ）的ＩＰＮ固体电解质的导电性。获得了室温电导率为９×１０－５ｓ·ｃｍ－１的ＩＰＮ固体电解质     

膨润土矿物固体电解质的制备及导电性能研究

以膨润土为原料,经硫酸处理后得到层状结构明显的矿物材料,通过制浆干燥的方法向层间有效插入Na+,制备了在室温下具有较高离子电导率的固体电解质.考察了矿物材料的微观结构、Na+含量及含水量对矿物材料电导率的影响,并用扫描电镜、能谱、红外光谱和X射线衍射对其结构进行了表征,结果表明,此法制备的膨润土矿物电解质材料在常温下离子电导率最高可达到7.81×10-4 S·cm-1,比传统的高温固相法提高了2倍.     

PVA基碱性复合聚合物电解质的制备及其性能

以聚乙烯醇(PVA)、丙三醇(GROL)、SiO2、KOH为原料,采用溶液浇铸法制备PVA基碱性复合聚合物电解质(ASPE)膜.运用交流阻抗法、循环伏安法、X线衍射和红外光谱等技术表征其性能.研究结果表明:添加增塑剂GROL后体系的电化学稳定窗口及力学性能有所降低,在具备良好机械强度前提下,适量GROL的加入可以显著提高体系的离子电导率;PVA/SiO2/KOH/H2O ASPE显示了良好的电化学性能和力学性能,当SiO2添加量为7%(质量分数)时,碱性聚合物电解质的室温离子电导率达到最高14.56×10-3 S/cm,与纯PVA/KOH相比提高了1个数量级;电化学稳定窗口为2.4V,50次循环后窗口大小基本不变.     

PVP/PVDF-HFP微孔聚合物电解质的制备及性能

以聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP)和聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)为基质材料,采用倒相法,在不同的PVP:PVDF-HFP配比下合成PVP/PVDF-HFP微孔聚合物电解质膜,将制备的微孔膜浸入电解液中活化得到了一系列锂离子电解质膜,并通过扫描电镜、力学、红外光谱进行能分析。研究结果表明:所制备的微孔聚合物电解质膜在PVP:PVDF-HFP配比(质量比)为0.2:1时综合性能最好,其吸液率为210%,抗拉强度为2.86 N/mm2,电导率为1.82×10-3 S/cm,电化学稳定窗口为5.7 V。     

IPN固体电解质

聚合物固体电解质的研究取得了很大进展。概述了ＩＰＮ固体电解质的研究状况，并对其发展前景作了简要讨论。     

基于固态高聚物电解质一氧化碳传感器研究

以固态高聚物膜为电解质,用化学沉积法和浸渍-还原法制备了金属/聚合物的复合膜电极为气敏电极,组装成分别以电流型和电位型的CO电化学传感器,研究发现传感器的稳态输出电位与CO体积分数的对数呈线性关系;应用恒电位电解技术研究电流型传感器的传感性能,按电流 电压曲线确定其合适的外控电位,探讨了稳态扩散电流的产生,并在此外控电位下测定了传感器的线性应答。文中也研究了传感器的温度和湿度特性,研究表明在检测环境温度范围为30～45℃时传感器的温度系数为0.84μA/℃,从湿度特性发现在给定水蒸气分压下,输出电流与CO的体积分数之间具有线性关系,同时也随水蒸气分压增加而增大。     

低温固态电解质乙烯催化传感技术研究

以高聚物Ｎａｆｉｏｎ膜为固态电解质,利用混合压膜法制作传感催化电极,研制了低温固态电解质乙烯催化传感器。以氧为参比气体,Ｐｄ黑为电极催化材料,考察了Ｎａｆｉｏｎ膜含水量、不同粘合剂、电极片中Ｔｅｆｌｏｎ含量,以及温度对乙烯传感性能的影响,得出了较佳的膜电极制作工艺参数;以空气为参比气体,对乙烯传感也进行了一定探讨。     

三维聚合物电解质膜燃料电池中水的输运模拟

针对新型螺旋形加压聚合物电解质膜燃料电池,提出了一种液态水生成和输运效应的数值模型.该数值模型基于燃料电池的物理机理、流体流动、传热导、多孔介质中的传质、电化学反应、含相变的多相流动、电流输运、多孔介质和固体导电区域中的位势场以及穿过聚合物膜的水的输运设计优化过程.在分析中还使用了燃料电池模型.例如,电化学模型--用于预测局部电流密度和电压分布;位势场模型--用于预测多孔介质以及固体导电区中的电流和电压;多相混合物模型--用于预测在多孔扩散层中的液态水和气体流;薄膜多相模型--用于研究气体流道中的液态水流.最后给出了聚合物电解质膜燃料电池液态水生成和输运的理论模型的数值结果,包括催化层和膜中的H2,O2和H2O的质量和克分子数的等值线图.     

以CH3COONa和Na2S2O3为主体的高分子固体电解质的制备

以 CH3 COONa和 Na2 S2 O3 为主体 ,加入聚乙二醇和三官能聚醚 ,制得两种高分子固体电解质 ,其室温电导率分别达到 1 .8× 1 0 - 3 s/cm和 0 .8× 1 0 - 3 s/c     

全固态一氧化碳电化学传感器响应研究

采用化学还原方法制备了Pd-Nafion复合膜电极作为催化传感电极,研制了室温全固态电解质型一氧化碳传感器,考察了复合膜电极对一氧化碳/氮气体系产生电流响应的适宜电位,响应时间常数以及响应电流与一氧化碳体积分数的关系,并探讨了检测环境温度对传感器响应输出电流的影响.     

Key technologies for polymer electrolyte membrane fuel cell systems fueled impure hydrogen

Hydrogen energy and polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells become concerned issues in recent years. Nevertheless, the construction of hydrogen refueling infrastructure and hydrogen storage and transportation constrains the commercial development of fuel cells. In this review, sources, production, storage, transportation, and purification methods of hydrogen are extensively reviewed and compared. The advantages of utilizing industrial by-product hydrogen and steam reforming gas in PEM fuel cell systems are analyzed. Using industrial wasted hydrogen can significantly reduce the cost of hydrogen. Also, it is indicated that the onboard hydrogen generation by steam methanol reforming can solve the difficulties of efficient storage and transportation of gaseous hydrogen, which means that methanol has great potential to be a convenient carrier of hydrogen. The effects of impurities contained in the reformate gas are generally introduced. After the methanol steam reforming and pretreatment purification processes, the reformate gas can be fed to PEM fuel cells. Thus, a fuel cell system integrated with onboard hydrogen production and impure hydrogen treatment subsystems is introduced, and key technologies therein for pretreatment purification and in-situ poisoning mitigation methods are reviewed. Finally, suggestions are proposed for further studies.     

光响应聚合物的制备及其光学性能研究

以聚乙二醇单甲醚(mPEG)、马来酸酐和对氨基偶氮苯为原料,合成了具有光可逆响应的偶氮苯改性聚合物(AzoPEG).通过核磁共振氢谱和傅里叶红外光谱证实了产物的结构,同时利用紫外光照射对AzoPEG的光响应进行了研究.实验结果表明,通过增大马来酸酐的用量和延长反应时间可以较大程度地提高mPEG反应率;在波长为365nm的紫外光照射下,AzoPEG可发生明显的顺反异构化反应,具有良好的紫外光响应性,而无偶氮苯基团的聚乙二醇和马来酸酐改性的聚乙二醇不能发生类似响应.     

增塑剂DBP对PVDF-HFP聚合物膜性能的影响

采用Bellcore制膜法制备了锂离子电池用PVDF-HFP共聚物型多孔聚合物隔膜;研究了增塑剂DBP对该聚合物膜的离子电导率、电化学稳定窗口的影响.研究表明,随增塑剂含量增大,离子电导率不断提高,在增塑剂与溶剂体积比大于等于20%时,离子电导率可达10-3S.cm-1;在增塑剂与溶剂体积比为10%~30%时,该聚合物膜的电化学稳定窗口在4.3 V以上,均能满足锂离子电池的要求,并且随增塑剂含量的增大,电化学稳定窗口先增大后减小,在比值为20%时达到最大,为5.3 V左右.     

(S)-萘普生分子印迹聚合物结合特性及制备中复合物的性能研究

以丙烯酰胺为功能单体，合成了对(S)-萘普生具有高手性选择性的分子印迹聚合物．通过紫外光谱分析了聚合物制备过程中(S)-萘普生与功能单体丙烯酰胺形成的复合物，并用Hyperchem软件模拟其结构．分子印迹聚合物对模板分子的结合量高于其对映异构体，手性分离因子α达1．87．Scatchard分析表明分子印迹聚合物在识别(S)-萘普生分子过程中存在2类结合位点，计算得到高亲和力的结合位点的离解常数Kd．1和最大表观结合常数Qmax.1分别为28．0μmol／L和52．94μmol／g，低亲和力的结合位点的离解常数Kd．2和最大表观结合常数Qmax,2分别为0．489mmol／l和0．122mmol／g．