流动注射-电化学-表面等离子体激元共振联用技术研究二茂铁硫醇氧化还原结构变化

采用流动注射-电化学-表面等离子体激元共振联用技术研究了11-二茂铁基十一烷基-1-硫醇自组装膜在氧化还原过程中的构型变化.结果表明,二茂铁硫醇在氧化过程中,分子发生了两种结构变化:远离电极表面,烷基链与电极表面的夹角增大;分子上两个平行的戊基环绕着二茂铁-碳轴发生旋转.     

分散溶剂对PEMFC催化层中超薄Nafion离聚物质子传导的影响

质子交换膜燃料电池(PEMFC)商业化应用的瓶颈仍然是贵金属催化剂导致的成本问题。然而,目前对于催化层中纳米尺度全氟磺酸离聚物(以Nafion为代表)薄膜中质子传导的问题研究不足,无法完善三相界面的成型规律,进而指导催化层设计。在催化层浆料制备过程中,分散溶剂对Nafion的分散形态有直接影响,可能对催化层成型后附着在催化剂颗粒表面Nafion薄膜的微观结构有潜在影响,进而影响Nafion薄膜的质子传导能力。因此,在本文中利用分子自组装技术模拟催化层离聚物薄膜的聚集过程,于模型基底上制备厚度精确可控的纳米尺度Nafion薄膜,并通过微观测试表征技术探索并建立纳米尺度Nafion离聚物的微观结构模型,阐明分散溶剂对Nafion薄膜微观结构及质子传导的影响。研究发现Nafion薄膜在纳米尺度下的质子电导率比体相膜的质子电导率低一个数量级,使用介电常数较小的醇类溶剂可以使Nafion薄膜形成更有利于质子传导的微观结构,使Nafion薄膜的质子电导率得到提高。相关研究结果为优化PEMFC催化层结构,改善PEMFC催化层中质子传导问题提供给了依据。     

酸性电解水过程中氧析出反应的机理及铱基催化剂的研究进展北大核心CSCD

可持续能源的迅速发展,使绿色清洁的氢能源成为热点。质子交换膜(PEM)水电解是一项很有前途的技术,可高效生产高纯度氢气。IrO_(2)作为质子交换膜(PEM)水电解槽阳极氧析出反应(OER)的商用电催化剂,既能在强酸性、高强度腐蚀条件下保持稳定,又表现出优异的催化性能。然而,由于Ir的稀缺性和昂贵的价格,提高Ir基催化剂的OER活性,开发低Ir催化剂就显得至关重要。对其反应机理的认知是当前的研究热点之一,也是设计优异的OER催化剂的关键所在。因此,首先从OER机理出发,对目前被广泛认可的吸附物逸出机理(AEM)和晶格氧逸出机理(LOER)两种反应机理进行了研究。随后,根据所提出的这两种机理,介绍了OER催化剂设计的基本准则,即调控Ir基催化剂的电子结构,改善反应中间物种在催化活性位点上的吸附能,从而提高OER催化活性。并从催化剂的结构设计、形貌控制、载体材料3个方面简单概述了最近OER催化剂的研究进展。最后,在已有研究的基础上,提出了目前OER催化剂面临的困难与挑战,这为以后相关的研究指明了方向。     

丙烯酸水溶液聚合法制备PTFE/PAA/Nafion膜及其性能

采用廉价的多孔聚四氟乙烯(PTFE)膜作为基底, 用少量的Nafion与PTFE膜复合可制备低成本的质子膜. 但疏水性的PTFE膜与亲水性的Nafion膜结合性不佳. 基于此, 本文对疏水性的PTFE膜材料表面进行设计, 先采用丙烯酸对疏水性的PTFE膜表面进行亲水性改性, 再喷涂亲水性Nafion膜, 完成低成本PTFE/PAA/Nafion膜的制备. 实验结果表明, 改性前的PTFE膜材料水接触角为150°, 改性后的膜接触角变为55.6°, 亲水性大幅上升, 膜的机械强度和尺寸稳定性(断裂强度为25.2 MPa, 80 ℃下的溶胀率为11.9%)均优于Nafion117膜, 而 Nafion用量则节省了60%. PTFE/PAA/Nafion膜具有高质子导通率(80 ℃下达到131.9 mS/cm), 接近于Nafion117膜, 最大功率密度可以达到404.2 mW/cm².     

钯合金膜分离纯化氢同位素的研究进展

钯合金膜因其具有优异的透氢性能及良好的化学和热稳定性,已被广泛应用于氢同位素的分离纯化领域。而PdAg和PdY合金膜在众多钯合金膜中透氢性能出色备受关注。本文比较了PdAg、PdY等多元钯合金膜的透氢性能及抗中毒情况,总结了PdAg复合膜的制备方法及透氢选择性,重点介绍了钯合金膜分离氢同位素的研究进展,并对钯合金膜的未来研究方向进行展望。     

XPS研究电抛光铜表面粘液膜的组成

金属的电抛光应用越来越广泛.但电抛光机理至今仍不很清楚.我们曾用 XPS 和AES 研究了不同槽电压下电抛光铜表面的组成和物种,确认其表面均为纯铜,不存在含磷固体膜.本文用 XPS 研究电抛光液中1-羟基乙叉-1,1-膦酸(HEDP)浓度、抛光液的 pH 及其接受体(H_3PO_4,HEDP 和 HEDP H_3PO_4)变化时铜的表面组成,并进一步证明,电抛光时形成的粘液膜是水溶性膜,铜表面在不同抛光条件下并不形成难溶的含磷固体膜.通过电子能谱对固化后粘液膜组成和深度分布的研究确定,粘液膜可能是铜的多核聚合混合配体配合物,其组成可近似地表示为[Cu_4(PO_4)(HEDP)]_n.     

质子交换膜燃料电池铂基催化剂研究进展北大核心CSCD

燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的能量转换装置,具有能量密度高、利用率高、清洁安静等优点。在不同类型的燃料电池中,质子交换膜燃料电池(PEMFC)不仅能量密度高,而且具有在近常温条件下工作的特点,因此受到广泛关注。目前,商业化PEMFC仍采用铂基纳米材料作为催化剂,其中缺乏低成本、高效的阴极催化剂是限制PEMFC性能提升和成本降低的关键因素之一。本文综述PEMFC催化剂的结构可控制备及其对阴极氧还原反应和膜电极性能的影响,阐述调控催化剂结构提高PEMFC性能的方法,特别是提高贵金属催化剂的利用率,降低膜电极中贵金属用量的研究进展。     

实时磁性测试深入理解锂离子电池中的过渡金属催化作用

催化剂由于具有降低电化学过电位和改善动力学条件的能力,在各种储能器件中起着至关重要的作用.在锂离子电池中,首圈放电过程中形成的固体电解质界面膜,通常被认为是一旦形成就稳定不分解的.而在过渡金属的催化下,这种电解质分解衍生的聚合物凝胶状膜(PGF)能可逆地形成和分解.这种过渡金属催化机制可以进行催化储锂,即形成的PGF具...     

光交联交替层状自组装(LBL)抗菌膜的制备及其性能研究

针对静电超分子作用的交替层状自组装(LBL)膜稳定性差、易分解和难以实现应用的问题,设计合成了一种光交联型抗菌LBL多层膜.该LBL多层膜由修饰有光敏邻硝基苄醇分子的透明质酸(HANB)与季铵化的壳聚糖(ACS)通过静电作用在基片上交替沉积而成.光照后,HANB上的邻硝基苄醇分子产生活性醛基,与邻近壳聚糖上的氨基发生亚...     

水通道蛋白启发下的人工水通道研究进展

受水通道蛋白(AQP)结构与功能启发,含有生物水通道或人工水通道(AWC)的仿生膜近年来取得了显著进展.借鉴AQP的传输特性,所制备的AWC获得了高度的选择性及水快速运输能力.通过对AQP的结构原型进行分析,对标AWC中H2O分子选择性和渗透特性,尝试提出了"门控效应"、"润湿效应"和"排队效应"3种效应,并对现有嵌入...