质子交换膜燃料电池用碳纤维在浆液中分散机理研究

本文对市售典型碳纤维进行表面处理,根据毛细管渗透原理,测试碳纤维的润湿性能。对处理前后的碳纤维表面进行红外光谱、SEM、Zeta电位分析,结果发现,碳纤维的表面状况、分散剂粘度和Zeta电位是影响其在浆液中分散的主要因素。初步探讨了碳纤维在浆液中分散的机理,为合成燃料电池电极扩散层碳纸的功能性添加剂提供了理论指导,同时也为制备性能良好的质子交换膜燃料电池电极扩散层基底材料奠定了基础。     

Fe~(3+)诱导全氟羧酸的光化学降解:pH值及链长的影响

以全氟辛酸(PFOA)为代表的全氟化合物是环境水体中新出现的一类持久性有机污染物,Fe3+的存在促进了其在254 nm紫外光下的有效降解.在此基础上,主要考察了溶液初始pH值对Fe3+诱导PFOA光化学降解的影响,并以全氟丁酸(PFBA)、全氟戊酸(PFPeA)、全氟己酸(PFHxA)和全氟庚酸(PFHpA)为对象,研究了Fe3+诱导短链全氟羧酸(PFCAs)的降解,通过对降解中间产物的分析,进而推断了其降解机理.结果表明,强酸性条件有利于PFOA的降解,弱酸性或中性反应条件下,PFOA的降解和脱氟均受到明显地抑制,进一步证实PFOA的降解主要是溶解性铁作用的结果,此时Fe(OH)2+则是铁(III)-羟基配合物的主要分配形态.Fe3+诱导PFCAs的降解表明:当碳原子数大于5,长链的PFCAs更易于降解,但对于碳原子数小于6的PFCAs,其降解没有明显的规律.降解中间产物主要是链更短的PFCAs,由此推断,PFCAs的降解遵循逐级降解的规律.     

不同聚合机理的“平均聚合度”公式的分析讨论

平均聚合度和聚合度分布是决定聚合物产品质量的一个重要指标。平均聚合度直接表征聚合产品的分子量的大小,它的大小又决定高分子材料的性能,因此,研究平均聚合度具有重要的理论意义和实际意义。聚合反应按机理分类,可分为链型聚合和逐步聚合,链型聚合又分为自由基聚合、离子聚合、配位聚合,逐步聚合又分为缩聚和加聚反应。本文以自由基聚合、离子聚合、配位聚合以及缩聚的聚合机理为主线,对不同聚合机理对应的平均聚合度的公式进行推导和讨论,并加深理解,掌握其内涵。旨在提高学生对平均聚合度的认识和把握。     

两亲性嵌段共聚物PMnEOS-b-PAA的可控合成及与PS-b-PAA共组装体的形貌

在苯乙烯单体的对位引入具有亲水性链段的乙二醇单元, 利用可逆加成断裂链转移聚合方法(RAFT), 可控合成了几种新的两亲性嵌段共聚物聚(4-乙烯基苄基乙二醇单甲醚)-b-聚丙烯酸(PMnEOS-b-PAA, n=1~3), 对其温敏和pH敏性质进行了初步研究. 同时, 研究了PMnEOS-b-PAA分别在亲水性环境下(四氢呋喃/水)和亲脂性环境下(四氢呋喃/甲苯)自组装体的形貌. 将聚对二乙二醇单甲醚苯乙烯-b-聚丙烯酸与聚苯乙烯-b-聚丙烯酸按质量比1:1[m(PMDEOS-b-PAA)/m(PS-b-PAA)=1:1]共混进行共组装, 在四氢呋喃/甲苯体积比为2∶1的混合溶剂中, 发现了一类新型具有均匀分布内部孔道且表面光滑的球形组装体. 进一步研究了该组装体的可重复性和组装机理, 为其后期应用于工业上的负载催化、 小分子识别与释放提供了一种新的策略.     

“非保护型”金属胶体纳米簇形成机理研究

碱-乙二醇法制备的"非保护型"金属及合金纳米簇由表面吸附的溶剂分子和简单离子实现稳定化,它们被广泛用于制备高性能复相催化剂和研究复相催化剂中的尺寸、组成、载体表面基团以及修饰剂对催化性能的影响。关于此类非保护金属纳米簇的形成过程及机理的认识尚有待进一步深化。本文采用原位快速扫描X射线吸收精细结构谱(QXAFS)、原位紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱、透射电子显微镜和动态光散射技术研究了碱-乙二醇法合成中非保护型金属胶体纳米簇的形成过程与机理。结果表明,在碱-乙二醇法合成非保护型Pt金属纳米簇的过程中,室温下即有部分Pt(IV)被还原至Pt(II)。随着反应温度的升高,OH-逐渐取代与Pt离子配位的Cl-,在Pt―Pt键形成之前,反应体系的UV-Vis吸收光谱中可观察到明显的纳米粒子的散射信号,原位QXAFS分析表明Pt纳米簇是由Pt氧化物纳米粒子还原所形成的;在Ru金属纳米簇的形成过程中,OH-首先取代了Ru Cl_3中的Cl~-,形成羟基配合物Ru(OH) _6~(3-),后者进一步缩合形成氧化钌纳米粒子,最终Ru金属纳米簇由乙二醇还原氧化钌纳米粒子形成。由于先形成了氧化物纳米粒子,后续的还原反应被限制在氧化物纳米粒子内,使最终得到的非保护型金属纳米簇具有尺寸小、分布窄的特点。本工作所获得的知识对发展高性能能源转化催化剂、精细化学合成催化剂、传感器等功能体系具有重要意义。     

Tb-MOFs在荧光检测方面的研究进展

镧系离子特殊的电子排布使镧系有机骨架材料（Ln-MOFs）具有独特的发光性质,通过骨架和不同客体分子间的相互作用,可实现对诸多物质的荧光检测。其中,以铽离子（Tb3+）为中心构筑的Tb-MOFs具有更优良的光学性能和更高的检测灵敏度,是一种极具潜力的高效荧光探针。本文以稀土Tb3+为主线,综述了近年来国内外Tb-MOFs材料在阴阳离子、有机小分子、生物分子荧光检测方面的研究进展,并对未来发展趋势进行了展望。     

品红褪色机理的实验探究

中学阶段常用于检验二氧化硫气体的品红溶液分为酸性品红和碱性品红2种。通过设计集演示、对比于一体的绿色环保二氧化硫性质实验装置,优化实验条件,探讨了酸性品红和碱性品红与SO2、酸碱反应的性质差异及褪色机理,并提出鉴别酸性品红和碱性品红的简便办法。     

石墨相氮化碳/蒙脱石复合材料的制备及其可见光催化性能

为提高石墨相氮化碳(g-C₃N₄)对可见光的利用率及光催化效率,采用热聚合与直接负载等方法,将g-C₃N₄负载于蒙脱石表面,制备了g-C₃N₄/蒙脱石复合光催化材料,其结构经SEM, FT-IR及XRD表征。以罗丹明B(RhB)为目标污染物,研究了不同负载量g-C₃N₄/蒙脱石复合光催化剂的可见光催化性能。并分别以对苯醌、碘化钾和异丙醇为自由基捕获剂,研究了复合材料的光催化机理。结果表明：当g-C₃N₄的质量分数为83%(CN/M-83%)时,RhB经可见光照射1 h后,降解率达到99.2%。光催化速率常数为纯g-C₃N₄光催化速率常数的3.2倍。     

敏化型电致发光器件原理与技术

近年来,高性能荧光有机电致发光器件(FOLEDs)的开发受到了广泛关注。由于荧光材料仅能利用25%的单重态激子辐射发光,FOLEDs的外量子效率(EQE)理论极限为5%。通过能量转移,充分利用主体分子的单重态与三重态激子敏化荧光客体发光,可以提高激子利用率。目前敏化型FOLEDs(SFOLEDs)的最高EQE已达26.1%。本文详细介绍了SFOLEDs的敏化原理和机制,并根据敏化机制的不同,系统地总结了热活化延迟荧光敏化、激基复合物敏化、三重态湮灭敏化和局域电荷转移杂化激发态(HLCT)敏化等各类SFOLEDs的材料与器件结构特点及其研究进展。最后本综述对该类器件的研究前景进行了展望,期待吸引更多专业的研究人员的研究兴趣,进而推动该领域的发展。     

谐波齿轮系统的快慢振荡机制研究

谐波齿轮减速器是一种新型的传动装置, 因其具有诸多的优点, 因而得到了广泛应用. 谐波齿轮减速器涉及不同振荡尺度之间的耦合作用, 这通常会诱发复杂的快慢振荡, 严重影响了谐波齿轮系统的正常工作. 本文考虑涉及扭转刚度非线性因素的谐波齿轮系统, 旨在研究系统的快慢动力学, 揭示新型的快慢振荡机制. 首先, 构建了非线性扭转刚度下的谐波齿轮系统的快慢动力学模型. 然后, 通过改变扭转刚度系数, 得到了系统从常规振荡向快慢振荡的转迁过程. 接着, 简要地论述了有关快慢系统的基础理论. 在此基础上, 采用快慢分析法研究了快子系统的动力学特性, 揭示了快慢振荡的产生机制. 研究表明, 当系统参数改变时, 快子系统的平衡点曲线并未发生失稳或分岔; 然而, 在某一点附近, 平衡点曲线能够产生急剧量变, 其特征是平衡点在局部小范围内可以在正坐标值与负坐标值之间快速转迁. 在此基础上, 揭示了一种诱发快慢振荡的新型动力学机制, 比较了这种诱发机制与其他相关机制之间的区别. 本文丰富了系统通向快慢振荡的路径, 为实际谐波齿轮传动系统中的快慢振荡机理与控制研究提供参考.