TMAH改性PVDF一步接枝PSBMA质子交换膜的制备与性能

使用四甲基氢氧化铵(TMAH)液相改性聚偏氟乙烯(PVDF),以过氧化苯甲酰(BPO)为引发剂,一步将磺酸基甲基丙烯酸甲酯(SBMA)接枝到改性的PVDF上,制备了聚偏氟乙烯接枝聚磺酸基甲基丙烯酸甲酯(PVDFg-PSBMA)质子交换膜.利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱和扫描电镜-X射线能谱(SEM-EDX)分析了膜的结构、形貌及硫元素分布情况.同时研究了不同质量分数的TMAH甲醇溶液对PVDF-g-PSBMA膜电导率和甲醇渗透率的影响.结果表明, TMAH使PVDF脱去HF产生碳碳双键且SBMA成功接枝到改性的PVDF骨架上,硫元素在膜内外分布均匀; PVDF-g-PSBMA膜的电导率和甲醇渗透率随TMAH在甲醇中质量分数的增多而增大, TMAH质量分数为20%的膜的质子电导率在20 ℃下达到0.0892 S·cm^-1,常温下的甲醇渗透率为4.04 × 10^-7cm²·s^-1;热重分析(TGA)表明,膜的热稳定性良好,耐热温度高达270 ℃.该膜作为电解质材料的直接甲醇燃料电池(DMFC)的最大功率密度达到17.06 mW·cm^-2.     

炭黑吸附水热法制备纳米TiO2粉体及其光催化降解甲基橙

利用炭黑吸附钛酸异丙酯水热法制得锐钛矿型TiO2纳米粉体.采用热重/差热分析(TG-DTA)、X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、比表面积吸附(BET)和紫外-可见光谱(Uv-vIS)等分析方法对不同煅烧机制下所得粉体的物相、颗粒度、分散性和光吸收性能进行表征.同时利用纳米TiO2粉体对甲基橙进行了光催化降解,研究了其光催化性能.结果表明,炭黑的吸附阻止了纳米TiO2超细颗粒的团聚和烧结,制得的颗粒分散均匀、具有单一锐钛矿晶型结构的TiO2纳米粉体.经500℃煅烧获得的TiO2粉体粒径约为15 nm,比表面积为76.31 g/m2.在紫外灯照射下,由于炭黑的吸附和纳米TiO2的光催化形成协同效应,甲基橙的光催化降解率在6min达到99;.     

炭吸附水热法制备V2O5纳米粉体

采用炭吸附水热法制备V2O5纳米粉体,探讨了炭黑的加入对V2O5纳米粉体催化甲基橙性能的影响.利用热重/热差仪(TG-DAT)、透射电镜仪(TEM)、比表面积仪、X-射线衍射仪(XRD)等设备对所得催化剂进行表征,结果表明:炭吸附水热法制备的V2O5,粉体分散均匀、粒径较小、比表面积较大且能有效减少纳米粉体团聚、烧结的缺陷.对炭吸附水热法制备的V2O5进行光催化性能分析,结果表明:V2O5在镝灯下催化甲基橙50 min,脱色率达到90;.     

炭吸附共沉淀钒酸铋纳米粉体的制备及其光催化性能研究

通过炭吸附共沉淀法制备钒酸铋纳米粉体,并对粉体的相关物理化学特性进行表征,表征方法包括透射电镜(TEM),X射线衍射仪(XRD),比表面积(BET),紫外可见分光光度计(UV-Vis),红外光谱(FT-IR)和热重分析仪(TG-DTG);利用甲基橙(MO)作为目标降解物,以500 W镝灯为可见光源,进行BiVO4光催化性能研究.结果表明,炭吸附共沉淀法制得的BiVO4粉体较普通沉淀法制得的粉体具有分布均匀且较分散、粒径小、团聚少等优点;同时600℃煅烧所得粉体光吸收波长较其他温度下发生红移,使得在可见光范围吸收能力增强;光催化降解甲基橙降解率在120 min内可达96;.     

改性聚偏氟乙烯接枝磺化聚(苯乙烯-co-丙烯酸)膜的研制

以过氧化苯甲酰(BPO)作引发剂,通过溶液接枝聚合法把苯乙烯/丙烯酸同时接枝到原硅酸钠改性的聚偏氟乙烯(PVDF)膜上,磺化后得到聚偏氟乙烯接枝磺化聚(苯乙烯-co-丙烯酸)膜(PVDF-g-P(SSA-co-AA)).研究了苯乙烯和丙烯酸的不同比例对膜的接枝反应及其相对湿度对膜电导率和含水量的影响.用傅立叶变换红外光谱(FTIR)检测原硅酸钠改性的PVDF膜经过接枝和磺化后所发生的结构变化,并用扫描电镜(SEM)观察PVDF膜接枝前后的形貌以及接枝磺化后产物PVDF-g-P(SSA-co-AA)膜的形貌及硫和硅分布.结果表明,原硅酸钠改性的PVDF膜与苯乙烯/丙烯酸同时发生接枝聚合反应,环境的相对湿度在20%～80%范围,对添加10wt%Na4SiO4的PVDF-g-P(SSA-co-AA)膜的电导率的影响基本不变,并达到0.0198S·cm-1.原硅酸钠改性的PVDF膜结构在接枝前后和磺化前后发生变化,确认磺化反应不只是在膜表面,同时渗入膜中进行.     

钙钛矿型钛酸锶纳米粉体的制备及其光催化性能研究

以钛酸异丙酯和硝酸锶为原料,通过炭吸附沉淀法制备纳米钛酸锶(SrTiO3)催化剂.通过热重/差热仅(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)和紫外可见光谱仪(UV-Vis)等对所得催化剂的煅烧温度、物相、微粒尺寸及光吸收性能进行表征.结果表明:炭黑的吸附有效阻止了钛酸锶催化剂在制备过程中的团聚和烧结,煅烧温度为700℃时,SrTiO3粒子分散均匀,粒径小,没有明显的团聚现象,平均晶粒尺寸为22 nm,比表面积为78.64m2/g.对亚甲基蓝的光催化反应结果表明,在60 min内亚甲基蓝在SrTiO3催化剂上几乎完全分解.     

高分散型La2O3/Bi2O3复合氧化物的制备及其光降解染料性能研究

采用炭黑吸附-沉淀法合成高分散型La2 O3/Bi2O3复合氧化物光催化材料,通过改变材料的焙烧温度实现对其比表面积、晶体结构、晶粒尺寸、光吸收性质及光降解染料活性的调控.研究结果显示,焙烧温度为600℃时制备的La2O3/Bi2O3复合材料,具有较高的分散性、较大的比表面积、宽的紫外-可见光吸收范围,以紫外灯为光源,亚甲基蓝的光降解率可达98;(50 min内).该材料较高的染料光催化降解率主要源于:较小的颗粒尺寸加快了光生e--h+向材料表面的扩散速率,稀土元素镧的存在有利于促进光生e--h+的分离,从而提高光量子效率;同时较大的比表面积和表面较多的活性基团促进了染料的吸附和降解.     

炭吸附纳米氧化铁的制备及其可见光催化性能

采用炭吸附共沉淀法制备了氧化铁(Fe2O3)纳米粉体,通过热重分析仪(TG-DTA)、X射线衍射仪(XRD)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)和透射电镜(TEM)等手段对催化剂的热稳定性、物相结构、吸光性能、形貌进行表征;以甲基橙(MO)为目标降解物,镝灯为可见光源,研究了Fe2 O3纳米粉体的光催化性能.结果表明,炭吸附共沉淀法制得的Fe2O3粉体粒径小、分布均匀、团聚较少;Fe2O3的吸收波长发生红移且在紫外光、可见光区域的吸收能力增强.光催化降解甲基橙结果显示,炭吸附共沉淀法制得的Fe2O3粉体在60 min内降解率达到74;,是沉淀法制备的Fe2O3粉体降解率的2.2倍.     

炭吸附水热法制备TmFeO3及其光催化性能研究

利用炭吸附水热法制备钙钛矿型TmFeO₃纳米粉体,通过X射线衍射仪(XRD),热重-差热分析仪(TG-DTA),紫外可见分光光度计(UV-Vis)和气相色谱仪等设备分析晶体比表面积、热稳定性、吸光性能及物相结构。以全谱镝灯为可见光光源,通过催化甲基橙降解,评价TmFeO₃粉体的光催化性能。实验结果表明,炭吸附水热法制得的TmFeO₃粉体有更高的结晶度和热稳定性,且比表面积大,吸收可见光范围增大,吸光性能更好。光催化降解甲基橙实验结果表明,光照140 min时对甲基橙的降解率达88％,是普通水热合成法制得的TmFeO₃催化性能的1.5倍。     

P2O5掺杂的磷钨酸常温电解质

以磷钨酸(PWA)为基质,加入适量的P2O5,制备了P2O5/PWA电解质. 采用交流阻抗谱方法研究了不同质量分数P2O5电解质的导电性能及相对湿度对电导率的影响. 结果表明,质量分数为7%的P2O5/PWA电解质,室温电导率达到0.045 S/cm;相对湿度在20%～70%范围内电解质的电导率变化不大;在40 ℃下长时间放置,电解质的质量损失小于2%,表明其常温保水性好.