PEMFC阴极中氧扩散和电化学反应模型研究—I．TFFA模型及其数值计算

将薄膜浸渍聚集体（TFFA）模型用于描述质子交换膜燃料电池（PEMFC）阴极中氧的扩散和反应过程，其中包括氧气在气体扩散层和反应层气体通道中的扩散，氧气在反应层薄膜中的溶解和扩散，氧在反应层浸渍聚休体中的扩散和反应以及电子和离子的传导，并根据PEMFC阴极的结构特点给出TFFA模型的数值解法。     

溶剂对等离子体引发的衰减链转移接枝聚合动力学的影响

采用等离子体引发的衰减链转移(DT)接枝聚合法,以丙烯酸(AA)为单体,碘仿为链转移剂,对聚丙烯(PP)薄膜进行表面改性。研究了水和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)对等离子体引发聚合及等离子体引发DT聚合动力学的影响。结果表明,采用等离子体引发的方法可以实现DT可控-活性聚合,DMF介质中的可控性优于水介质,等离子体引发DT聚合的溶剂效应明显减弱,接枝量与转化率成正比关系并与FT-IR、接触角的表征结果相符。     

水蒸汽辅助法制备PLLGA蜂窝状多孔膜

以疏水性高分子L-丙交酯-乙交酯共聚物（PLLGA）为膜材质,以十二烷基硫酸钠为添加剂,在高湿度气氛环境中使用浇铸成膜的方法制得了具有规整蜂窝状结构的薄膜,研究了环境温度、湿度和聚合物溶液浓度等因素对孔结构的影响.结果表明,表面活性剂是疏水性膜材质能否形成蜂窝状结构的关键因素.     

解读纳滤:一种具有纳米尺度效应的分子分离操作

纳滤膜是20世纪80年代末期发展起来的一种广泛用于液体分离的新型分离膜。早期研究中,先后提出的基于筛分效应的细孔模型,基于静电效应的电荷模型,以及同时考虑上述两种效应的静电位阻模型和道南位阻模型等为人们更好地理解纳滤膜分离机理和指导纳滤膜过程应用发挥了十分重要的作用。然而由于这些具有“疏松型反渗透膜”特点的纳滤膜没有相应的膜性能预测评价软件,使得针对具体应用过程的纳滤膜的大规模标准化应用受到了一定的制约。为此,结合上述模型,根据一些特定实验拟合确定混合盐体系同号离子间的竞争作用和异号离子间的调节作用,提出了一个适于混合盐体系的纳滤膜分离性能评价模型,促进了纳滤膜技术在水处理过程的大规模推广。最近,根据纳滤膜对离子选择性分离性能及其伴随的动电性质的细致而深入的实验研究,发现仅考虑筛分效应和静电效应并不能完全合理地解释纳滤膜的分离性能,且在动电性质的解析上也存在一定缺陷,进而对纳滤膜纳米级孔径引起的特殊效应和溶液体系中复杂相互作用引起的荷电性质变化有了更为深刻的认识和理解,提出并定量分析了离子透过纳滤膜时存在的介电排斥效应。     

静电位阻模型在纳滤膜跨膜电位解析中的应用

采用静电位阻模型对纳滤膜的跨膜电位进行了理论解析, 考察了溶液体积通量密度、原料液浓度、阴阳离子扩散系数比、膜孔半径和膜体积电荷密度对KCl(1-1型电解质)和MgCl2(2-1型电解质)中的纳滤膜跨膜电位的影响. 研究结果表明, 随着通量密度的增大, KCl和MgCl₂的跨膜电位线性程度增强; 两种电解质的跨膜电位均随着原料液浓度和膜孔半径的增大而下降; 在不同的考察范围内, 阴阳离子扩散系数比对1-1型和2-1型电解质的跨膜电位的影响差别较大; KCl的跨膜电位随着膜体积电荷密度的变化关于零点呈现出对称性, 而MgCl₂的跨膜电位零点则出现在膜体积电荷密度为负的条件下.     

纳滤膜对电解质溶液分离特性的理论研究(II): 混合电解质溶液

假定纳滤膜具有狭缝状孔, 使用纯水透过系数、膜孔径及膜表面电势来表征纳滤膜的分离特征, 用流体力学半径和无限稀释扩散系数表征了离子特性. 采用扩展Nernst-Planck方程、Donnan平衡模型和Poisson-Boltzmann理论描述了混合电解质溶液中离子在膜孔内的传递现象, 计算了三种商用纳滤膜(ESNA1-LF, ESNA1和LES90)对同阴离子、同阳离子和含四种离子的混合电解质体系中离子的截留率, 并与实验数据进行了比较. 计算结果表明, 电解质溶液中离子在纳滤膜孔内传递的主要机理是离子的扩散和电迁移, 纳滤膜对混合电解质溶液中离子的分离效果主要由空间位阻和静电效应决定. 该模型在低浓度时对含一价离子的混合电解质溶液通过纳滤膜的截留率计算结果比较准确, 但对高浓度或含高价离子的混合电解质溶液则偏差较大.     

聚偏氟乙烯的晶体结构

介绍了聚偏氟乙烯(PVDF)三种主要的晶体结构:α晶型、β晶型和γ晶型,以及三种晶型之间的相互转换。同时简单介绍了PVDF的其它晶型。探讨了不同环境因素对PVDF三种晶型的影响,并对利用PVDF晶型的多样性拓宽PVDF材料的运用提出分析和展望。     

PEMFC阴极中氧扩散和电化学反应模型研究Ⅰ.TFFA模型及其数值计算

将薄膜浸渍聚集体(TFFA)模型用于描述质子交换膜燃料电池(PEMFC)阴极中氧的扩散和反应过程,其中包括氧气在气体扩散层和反应层气体通道中的扩散,氧气在反应层薄膜中的溶解和扩散,氧在反应层浸渍聚集体中的扩散和反应以及电子和离子的传导,并根据PEMFC阴极的结构特点给出TFFA模型的数值解法.     

PEMFC阴极中氧扩散和电化学反应模型研究Ⅱ. TFFA模型参数对电极性能的影响

运用薄膜浸渍聚集体（TFFA）模型，考察了质子交换膜燃料电池（PEMFC）阴极伏安曲线受阴极结构参数变化的影响程度。计算结果表明：阴极反应层的孔隙率和厚度、反应层中浸渍聚集体体积分数、半径和涂覆的薄膜厚度、Nafion电解质离子传导率以及气体扩散层的平均孔径对电极性能有较大的影响。相比之下，反应层中气体通道半径、气体扩散层孔隙率以及反应层中碳相传导率的变化对电极性能影响不大。     

分组型数据三参数Weibull分布的参数估计

给出了在分组型数据下三参数Weibull分布的参数估计,并通过Monte-Carlo模拟说明了本文方法的可行性.