氧化石墨烯增强卡拉胶复合膜的制备与性能

在Hummers法基础上制得了氧化石墨烯(GO), 采用流延法制备了氧化石墨烯/κ-卡拉胶(GO/κ-Car)复合膜材料. 结合红外光谱、 扫描电子显微镜及热重分析对其结构进行表征. 探讨了不同条件所得膜的成膜性、 溶解性、 透气性和力学性能, 得到性质稳定GO/κ-Car复合膜的制备条件为15.0 g 3%的κ-Car溶液、0.040 g GO粉末及5.0 g 8%的PVA溶液于75 ℃搅拌混合5 h后, 流延铺平, 于30 ℃烘干6.5 h. GO质量分数为5%的GO/κ-Car复合膜的最大负荷、 拉伸强度及杨氏模量分别是对照组κ-Car膜的1.5倍、 1.5倍和1.6倍. 同时, GO/κ-Car复合膜具有较强的透气性能, 且保留了κ-Car清除羟基自由基的生物性能.     

[PCu(H2O)Mo11O39]5－/PAMAM多层复合膜的制备及电化学性质研究

通过电化学扫描法在玻碳电极和导电玻璃基底上组装制备过渡金属铜取代多金属氧酸盐[PCu(H₂O)Mo₁₁O₃₉]^5－和4代聚酰胺-胺(G4-PAMAM)交替沉积的复合膜. X射线光电子能谱(XPS), 原子力显微镜(AFM), 循环伏安法(CV)结果表明复合膜成功制备且有好的均匀性. 多层膜中的[PCu(H₂O)Mo₁₁O₃₉]^5－与其在溶液中的氧化还原行为相比, 电子转移控制速率不同, 该多层膜修饰电极稳定性好, 对 的还原及抗坏血酸的氧化具有较好的电催化性能.     

阳离子化纳米纤维素晶体增强壳聚糖复合膜的制备及性能

利用水相连续法实现了纳米纤维素晶体(NCC)的高碘酸钠氧化及阳离子化,然后将阳离子化纳米纤维素晶体(CDAC)悬浮液与壳聚糖(CTS)醋酸溶液混合,并采用流延法制得壳聚糖-纳米纤维素(CTS-CDAC)复合膜。采用红外光谱(FT-IR)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、Zeta电位及粒径分析表征了改性前后NCC的结构与性能,并研究了制得的CDAC悬浮液与CTS醋酸溶液混合时的相容性及CTS-CDAC复合膜中CDAC质量分数对复合膜力学性能、水溶胀性的影响。结果表明:CDAC悬浮液与CTS醋酸溶液混合时相容性良好,CDAC在CTS基质中分散均匀,CTS-CDAC复合膜的力学性能较纯CTS膜明显提高。当复合膜中CDAC的质量分数为12%时,拉伸强度达到最高。另外,CTS-CDAC复合膜在水中的溶胀度较纯CTS膜明显降低,稳定性变好。     

铝合金表面原位自组装超疏水膜层的制备及耐蚀性能

采用阳极氧化法在铝合金表面原位构造粗糙结构, 经表面自组装硅氧烷后得到超疏水自清洁表面, 与水滴的接触角最大可达157.5°±2.0°, 接触角滞后小于3°. 通过傅立叶变换红外(FT-IR)光谱分析仪、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、能谱仪(EDS)、原子力显微镜(AFM)和接触角测试对阳极氧化电流密度、硅氧烷溶液中水的含量和自组装时间等参数进行了分析, 并得到制备超疏水自清洁表面的最优工艺参数. FE-SEM及AFM的测试结果表明, 由自组装硅氧烷膜层的无序性形成的纳米结构和阳极氧化构造的微米级粗糙结构与硅氧烷膜层的低表面能的协同作用构成了稳定的超疏水表面. 电化学测试(动电位极化)的结果表明, 原位自组装超疏水膜层极大地提高了铝合金的耐蚀性.     

高稳定性化学交联聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮碱性固体电解质膜

碱性固体电解质膜的稳定性是影响其在电化学领域应用的一个重要因素.本文在前期研究工作的基础上,通过直接共混和化学交联修饰制备出了聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮(PVA/PVP)碱性聚合物电解质膜.采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)和交流阻抗等方法详细考察了复合膜的分子结构、热稳定性、化学稳定性、氧化稳定性和尺寸稳定性.红外光谱结果表明,PVP成功地混入聚合物基体中,在1672cm-1处表现出来自于PVP第I带C襒O的强吸收峰.TGA结果表明,提高掺杂的KOH溶液浓度对PVA/PVP碱性膜的热稳定性没有明显影响.SEM分析结果表明,复合膜经高温、高浓度碱(80℃,10mol·L-1)处理后,其断面结构仍致密均匀,未出现类似小孔等膜降解情况,此时膜电导率(1.58×10-3S·cm-1)相比室温相同碱液时提高91.5%,表明PVA/PVP膜具有很好的耐碱化学稳定性.同时,PVA/PVP碱性膜表现出良好的抗氧化性,在60℃的3%和10%H2O2溶液中处理均没有观察到明显的质量损失,150h后仍能保持原膜质量的89%和85%.此外,由于膜内形成致密的内互交联网络结构,复合膜在水中800h之后也表现出很好的同向性和电导率稳定性.     

Zn/Al层状双氢氧化物-聚氯乙烯纳米复合物的制备与性能

用共沉淀法制备油酸钾改性的Zn2+、Al 3+层状双氢氧化物(Zn/Al-LDH),以环己酮为溶剂,用溶液插层法制备了Zn/Al层状双氢氧化物-聚氯乙烯(PVC)纳米复合物。采用傅里叶红外(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)对复合材料的结构及形貌进行了表征,并用热分析仪、万能试验机和紫外分光光度计研究了复合物的热稳定性能、拉伸性能和紫外吸收性能。结果表明:Zn/Al-LDH纳米片层无序分散在PVC基体中;Zn/Al-LDH对PVC低温时的骨干脱氯化氢有促进作用;与PVC膜相比,复合膜的分解温度降低,高温碳化温度升高,复合膜的拉伸强度及断裂伸长率得到提高,在300~380nm具有一定的紫外吸收性能。     

{[PMo_(12)O_(40)]~(3-)-Pt/PAMAM}_n多层复合膜的制备及对甲醇的电催化氧化活性

用电化学扫描法制备了{[PMo12O40]3--Pt/PAMAM}n多层复合膜,通过X射线光电子能谱(XPS)、循环伏安测定(CV)和原子力显微镜(AFM)对样品的化学组成和膜的均匀性进行了表征。测试和分析结果表明[PMo12O40]3--Pt和PAMAM通过静电相互作用形成了交替多层复合膜,且膜的增长均匀,[PMo12O40]3-和Pt粒子均匀分布在间隔剂PAMAM上。采用三电极体系的循环伏安电化学分析方法研究了样品在酸性溶液中对甲醇的电催化氧化活性,结果表明,与Pt/GCE催化剂相比,{[PMo12O40]3--Pt/PAMAM}n/GCE呈现出较高的电催化氧化活性和好的稳定性。     

利用Breath Figure法制备具有Honeycomb结构的有机/无机复合膜

以聚苯乙烯和正硅酸乙酯的有机溶液为铸膜溶液, 利用Breath Figure法制备了PS/SiO2Honeycomb结构复合膜. 采用SEM对复合膜进行了形貌分析, 探讨了聚合物浓度、 PS/TEOS配比、聚合物的结构、溶剂等对膜Honeycomb结构的影响. 研究结果表明, 聚合物浓度在20～50 mg/mL, PS/TEOS质量比大于2∶1的条件下可以制备结构完整的多孔膜, 且制备的Honeycomb结构在0.8 cm2内无缺陷; 采用双羧基封端的聚苯乙烯成膜效果好于单羧基封端的成膜效果; 以氯仿和苯作为溶剂均可以制备完全Honeycomb结构的复合膜, 但以苯为溶剂制备的多孔膜孔径较大. 成膜中TEOS水解不完全, 复合膜中混杂着未完全水解的TEOS以及SiO2. EDS面扫描分析表明, Si和O均匀地分散在复合膜中.     

NiO/TiO_2异质结构纳米管阵列膜对不锈钢的光生阴极保护及其储能性能（英文）

本工作通过修饰TiO_2制备半导体复合膜,提高其光吸收和光电化学性能,以期应用于光生阴极保护。先采用阳极氧化法在Ti表面制备TiO_2纳米管阵列膜,再应用水热处理法在膜表面沉积NiO纳米颗粒,形成具有异质结构纳米管复合膜。利用扫描电子显微镜、X-射线衍射、X-射线光电子能谱、紫外-可见吸收光谱、光致发光谱和光电化学技术对制备的纳米膜进行表征。结果表明,与纯TiO_2纳米管膜比较,NiO/TiO_2纳米管复合膜的光吸收扩展到可见光区。白光照射下,其在0.5 mol·L~(-1) KOH和1 mol·L~(-1) CH_3OH混合液中的光电流密度达到176μA·cm~(-2),是纯TiO_2纳米管膜的2倍。复合膜具有良好的光生阴极保护作用,与0.5 mol·L~(-1) NaCl溶液中的403不锈钢耦连后,可使其电极电位下降440 mV,在光照2.5h再转为暗态后,因具有电荷储存能力还可继续提供约15.5 h的阴极保护效应。     

全钒氧化还原液流电池Nafion/SiO_2复合膜的研究

采用溶胶-凝胶法制备Nafion117/SiO2复合膜.工艺研究表明:复合膜制备过程中,加入的MeOH与TEOS比例基本不影响复合膜的阻钒性能.但如以水解时间10 min,水解完成后自然晾干24 h制备的复合膜,则其VO2+的渗透率最低,为4.27×10-9cm2/s,比Nafion117膜的渗透率降低了52倍.SEM测试表明,经自然晾干的复合膜,其中SiO2晶粒长大,并填充了Nafion膜中大部分的孔洞.以其作隔膜组装全钒氧化还原液流电池(单电池),测试表明膜掺杂后电池的电力效率提高2.7%.     

PANI-SnP复合膜电极在镍镉废水中的电控离子交换性能

采用滴涂法在铂基底制备了电活性聚苯胺-磷酸锡(PANI-SnP)复合膜电极,考察了该电极在Ni2+、Cd2+溶液的电控离子交换性能.用傅立叶变换红外光谱和扫描电镜分析观察复合膜的组成及表面形貌;在0.1 mol.L-1Ni(NO3)2、Cd(NO3)2溶液中,通过循环伏安法比较了PANI膜、SnP膜及PANI-SnP复合膜电极的电化学性能,并结合电化学石英晶体微天平技术重点考察了PANI-SnP复合膜的离子交换机制;同时,通过循环伏安法调控复合膜电极的氧化还原电位,结合X射线能谱和X射线光电子能谱分别测定了其氧化和还原状态的元素组成.结果表明,PANI-SnP复合膜电极在Ni2+、Cd2+溶液均有良好的氧化还原电活性和可逆离子交换性能,其Cd2+离子选择性优于Ni2+离子,通过电控离子交换可使Cd2+离子从镍镉废水高效分离.     

聚乙烯醇/半纤维素/纤维素纳米晶复合膜的制备和性能

通过碱解醇沉法从玉米芯中提取半纤维素,进而采用溶液共混流延法制备出不同比例的聚乙烯醇(PVA)/半纤维素共混膜,在此基础上加入通过硫酸水解脱脂棉制备的纤维素纳米晶(NCC),制备了NCC增强的复合膜.DSC、TGA、FTIR、SEM和薄膜拉伸等研究表明,复合膜的各组分间形成了氢键作用,相容性良好.在PVA/半纤维素共混膜中,半纤维素的加入大幅度提高了复合膜的断裂伸长率:当PVA与半纤维素质量比为3∶1时,复合膜的断裂伸长率高达380%,比纯PVA的140%增加了1.7倍,而拉伸强度仍能保持在较高的水平;纤维素纳米晶的加入,还可改善复合膜的韧性;半纤维素对PVA组分的结晶性能产生了影响,而刚性结构的NCC则对PVA的结晶起抑制作用.此外半纤维素和NCC的引入也提高了复合膜的热性能,使第二阶段分解速率峰的温度提高了约50℃.     

CNTs/TiO2多孔复合膜的组装及光催化性能

提出了一种在掺氟的SnO2(FTO)导电玻璃上组装碳纳米管(CNTs)/Fe-Ni/TiO2多孔复合膜光催化剂的新方法.采用喷涂热解法(SPD)将掺杂镍和铁的含有嵌段聚合物P123的二氧化钛前驱体溶胶涂覆在FTO导电玻璃上,制备Fe-Ni/TiO2多孔膜,再采用化学气相沉积法(CVD)在Fe-Ni/TiO2膜上原位生长CNTs,得到CNTs/Fe-Ni/TiO2多孔复合膜光催化剂.CNTs/Fe-Ni/TiO2复合膜具有多级孔结构特征,在TiO2表面原位生长的CNTs不但具有较好的石墨化结构,且CNTs较均匀地分布在整个膜层的孔中.考察了CNTs/Fe-Ni/TiO2复合膜光催化剂的结构和性能,并通过降解甲基橙溶液评价了复合膜的光催化活性.结果表明,CNTs的复合及铁和镍的掺杂等改性显著提高了TiO2膜材料的光催化活性.     

铝合金阳极氧化膜上交流电沉积制备含铈复合膜

通过交流电解沉积的方法在铝合金阳极氧化膜上制备了稀土铈复合膜, 并考察了氧化膜的厚度对形成复合膜的影响. 电解成膜溶液为含1 g · L-1 CeCl3 · 7H2O和10 mL · L-1 H2O2的水溶液, 正弦交流电的平均电压为10 V, 交流沉积的时间为5 min. 结果表明, 阳极氧化膜的厚度是影响成膜的主要因素, 在实验中, 氧化膜的厚度大于6.8 μm时才能形成连续均匀的复合膜. 测试分析结果表明, 复合膜表面的铈元素分布均匀, 平均含量为1.70%(质量分数);Ce元素主要分布在氧化膜多孔层的表层, 分布深度约1.5 μm.     

PEBAX®2533/PSf中空纤维复合膜制备及阻力性能

采用浸渍涂层法制备了聚醚共聚酰胺(PEBAX®2533)/聚砜(PSf)中空纤维复合膜. 考察了涂层液浓度、 温度和基膜预处理对复合膜结构、 阻力及渗透性能的影响, 并考察了操作压力对膜渗透性能的影响. 实验结果表明, 随着涂层液浓度的增加, 复合膜致密层厚度及阻力增大, 复合膜总阻力及支撑层阻力先增大后减小, CO2渗透速率先减小后增大, 分离系数增大. 随着涂层温度升高, 复合膜致密层厚度及阻力减小, 支撑层阻力增大, 复合膜总阻力先减小后增大, 分离系数和渗透速率先增大后减小. 经过预处理, 复合膜致密层厚度减小、 阻力大幅度减小, CO2渗透速率增大58%, 分离系数略有下降. 复合膜支撑层阻力过大, 尤其是支撑层的致密结构影响复合膜的塑化行为.     

制备条件对PANI/PATP/Au和TiO_2-PANI/PATP/Au膜光电化学性能的影响

应用电化学方法在不同条件下制备聚苯胺 (PANI)膜和TiO2 -PANI复合膜 ,并对其光电化学性能进行研究 .实验表明 ,制备条件是影响膜光电化学性能的重要因素 .对氨基硫酚 (PATP)的组装有利于改善PANI膜的附着力 ;部分氧化态PANI膜的光电化学响应明显优于还原态和氧化态PANI膜的光电化学响应 ;部分氧化态PANI膜的厚度对其光电化学性能有一最佳值 ;热处理虽然有利于改善TiO2 的光电化学性能 ,但温度太高 ,将破坏PANI膜的表面结构 ,对于TiO2 -PANI复合膜有一最佳的热处理温度 .优化制备条件大可改善TiO2 -PANI复合膜和PANI膜的光电化学性能     

TiO_2聚苯胺复合膜的光电化学

利用电化学方法制备了TiO2 聚苯胺 (PANI)复合膜 .该膜具有比TiO2 或PANI膜更宽的吸收谱区 ,并且不同于利用聚苯胺光敏化的TiO2 膜 ,表现为两者复合材料膜的性质 .扫描电镜图表明 ,TiO2 微粒不完全覆盖着PANI膜 .根据TiO2 微粒光电流谱带的阈值能可得复盖在部分氧化态聚苯胺膜上的TiO2 微粒的禁带宽度为 3.0eV .部分氧化态聚苯胺膜的光电流谱遵循Fowler定律 ( 1/2 ～hυ成线性 ) .通过Fowler图得出部分氧化态聚苯胺的绝缘母体禁带宽度为 3.33eV ,并证实该绝缘母体为还原态聚苯胺 .从Mott Schottky图得到在 0 .0 5mol/LK3Fe(CN) 6 /K4 Fe(CN) 6 溶液中 (pH =8.52 )部分氧化态聚苯胺的平带电位为 0 .13V ,掺杂浓度为 5.3× 10 18cm- 3;TiO2 PANI复合膜的平带电位为 - 0 .6 5V ,掺杂浓度为 9.1× 10 19cm- 3.解释了TiO2 PANI复合膜的光电化学过程并描绘出其能带图 .利用TiO2 PANI复合膜能够有效地光降解苯酚溶液 .     

磷钨酸/磺化杂萘联苯聚醚酮复合质子交换膜的制备及其性能

制备了基于磷钨酸(PWA)与磺化杂萘联苯聚醚酮(SPPEK)的无机-有机复合质子交换膜, 红外光谱测试结果表明, 复合膜中PWA通过端氧和桥氧共同与SPPEK发生作用; 由SEM照片看出, 对磺化度为58%的SPPEK, PWA掺杂量为20%和40%时杂多酸的分散良好, 掺杂量为60%时膜内出现颗粒聚集; PWA在水中的溶出性测试发现, 用水处理4天, 各复合膜中PWA的溶出率均低于10%; PWA/SPPEK膜具有良好的质子导电性, PWA掺杂量高于40%、磺化度为58%的SPPEK为基质的复合膜在100 ℃以上的电导率接近甚至超过Nafion115膜的电导率, 复合膜的电导率和水含量均随PWA掺杂量的增加而增加; 随着PWA掺杂量的增加复合膜的阻醇性能下降, 但除PWA掺杂量60%、SPPEK磺化度58%的复合膜外, 所制备的多种复合膜的甲醇透过系数均低于Nafion115膜.     

钒取代多金属氧酸盐/聚酰胺-胺多层膜的制备及其电催化性能

用层接层自组装的方法制备了过渡金属钒取代的多金属氧酸盐PMo11VO4-40/聚酰胺-胺多层纳米复合膜. X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、循环伏安(CV)测定和分析结果表明, PMo11VO4-40和聚酰胺-胺通过静电相互作用形成了纳米交替多层膜,且膜的增长均匀. 复合膜的循环伏安图呈现出四对氧化还原峰(一个V的单电子和三个Mo的双电子), 峰电流与扫描速率成正比, 其式量电位随着pH 的增加而线性负移, 表明电极过程属于表面控制过程, 电荷传递很快且有氢离子参与多金属氧酸盐的氧化还原反应. 该方法制备的多层膜修饰电极稳定性好, 对NO-2、BrO-3及H2O2具有良好的催化还原活性.     

PANI-SnP复合膜电极在镍镉废水中电控离子交换性能

采用滴涂法在铂基底制备了电活性聚苯胺-磷酸锡(PANI-SnP)复合膜电极,考察了该电极在Ni²⁺、Cd²⁺溶液的电控离子交换性能. 用傅立叶变换红外光谱和扫描电镜分析观察复合膜的组成及表面形貌;在0.1 mol·L^-1 Ni(NO₃)₂、Cd(NO₃)₂溶液,通过循环伏安法比较了PANI膜、SnP膜及PANI-SnP复合膜电极的电化学性能,并结合电化学石英晶体微天平技术重点考察了PANI-SnP复合膜的离子交换机制;同时,通过循环伏安法调控复合膜电极的氧化还原电位,结合X射线能谱和X射线光电子能谱分别测定了其氧化和还原状态的元素组成. 结果表明,PANI-SnP复合膜电极在Ni²⁺、Cd²⁺溶液均有良好的氧化还原电活性和可逆离子交换性能,其Cd²⁺离子选择性优于Ni²⁺离子,通过电控离子交换可使Cd²⁺离子从镍镉废水高效分离.