咪唑接枝交联型磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备及在直接甲醇燃料电池中的应用

通过咪唑接枝、共价交联制备出交联型咪唑改性磺化聚醚醚酮(SPEEK)质子交换膜.通过接枝咪唑可以大幅提高质子电导率,25℃下电导率可达0.14 S/cm,高于Nafion膜(0.086 S/cm),并随着交联度的增加,质子电导率逐渐降低,但交联膜的致密网络结构使得甲醇渗透明显降低,当交联度为20%时膜的电导率和甲醇选择性分别高达0.105 S/cm和4.57×10~5S·s/cm~3,实现了质子电导和甲醇阻隔的均衡.通过共价交联,膜的氧化稳定性和尺寸稳定性大幅提升.采用交联度为20%的改性SPEEK膜,被动式直接甲醇燃料电池(DMFC)在25℃下的最大输出功率密度达29.7 mW/cm~2,可与商业化Nafion 115膜相媲美,展现出良好的应用前景.     

氟改性纳米TiO2的制备及其光催化降解甲基橙机理

采用简易的沉淀-氟化-回流晶化法在低温下制备了氟改性纳米TiO₂ (F-TiO₂), 并通过透射电镜(TEM), X射线衍射(XRD), 傅里叶变换红外(FTIR)光谱, X射线光电子能谱(XPS)和漫反射光谱(DRS)等表征手段研究了粉末的形貌、晶型、元素形态和光吸收性质. 结果表明: 实验制得的F-TiO₂为椭圆形纳米颗粒, 粒径为5-8 nm; 氟离子能够有效抑制板钛矿相TiO₂的生成, 并同时提高锐钛矿相TiO₂的晶化度; 修饰的氟主要分布在TiO₂表面, 以化学吸附态为主, 并伴有少量的间隙氟. 光催化降解甲基橙的实验表明, 氟离子改性的TiO₂同时具有较高的全谱和可见光催化活性. 通过碱洗和焙烧的对照实验分析可知, F-TiO₂在可见光下降解甲基橙的机理是源于一种由TiO₂表面吸附氟和间隙氟共同增强的染料敏化降解作用.