上海市自然科学基金(09ZR1433300)
- 作品数：7 被引量：41H指数：4
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- 用于燃料电池的季铵基团的PVA/PAADDA碱性聚合物电解质膜的制备及稳定性被引量：6
- 2011年
- 通过聚合物交联共混法制备了具有化学交联结构的聚乙烯醇/二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺共聚物(PVA/PAADDA)碱性聚合物电解质膜.采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)和交流阻抗等方法考察了PVA/PAADDA膜的分子结构、微观形貌、热稳定性、耐碱稳定性、尺寸稳定性和电导率.红外光谱分析结果表明,PAADDA成功地混入PVA基体中.SEM分析结果表明,当m(PVA)∶m(PAADDA)<1∶1时,膜外观致密,均匀,未观察到明显的微相分离.TGA结果表明,PVA/PAADDA碱性复合膜热分解起始温度为210℃,高于其它季铵基团的碱性聚合物电解质膜(20～90℃).PVA/PAADDA碱性复合膜经高温、高浓度碱溶液(80℃,6 mol/L)处理后,仍表现出很好的耐碱稳定性.由于膜内形成致密的内互交联网络结构,使得PVA/PAADDA膜经60℃水处理300 h后同样表现出优良的尺寸稳定性和电导率稳定性.室温下PVA/PAADDA碱性复合膜的甲醇渗透率为10-7 cm2/s数量级以上,比Nafion 115膜低一个数量级.
- 傅婧乔锦丽马建新
- 关键词：聚乙烯醇化学交联甲醇渗透率
- 化学交联聚乙烯醇改性纤维素碱性阴离子交换复合膜的制备与性能被引量：15
- 2011年
- 高稳定性碱性阴离子交换膜的制备已成为碱性固体电解质膜研究领域的一大热点.本文通过聚乙烯醇化学交联改性制备出了季铵化羟乙基乙氧基纤维素碱性阴离子交换膜(PVA/QHECE).采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、热重(TG)分析、交流(AC)阻抗等方法考察了复合膜的分子结构、热稳定性、耐碱稳定性及离子电导率等性能.详尽考察了交联时间、交联剂含量、聚合物组成对成膜力学强度、含水率以及OH^-电导率的影响.实验结果表明:随着交联时间的增加,膜的溶胀率降低,力学强度随之增强,而离子电导率随膜含水率的降低没有发生明显变化,室温下OH^-的电导率在3.26×10^(-4)-4.44×10^(-4)S·cm^(-1)范围内变化.热重分析结果显示:掺入42.9%的QHECE时,膜的热分解温度达260℃.此外,将PVA/QHECE膜在6 mol·L^(-4) KOH浓碱溶液中80℃浸渍处理168 h,膜的电导率从4.90×10^(-4)S·cm^(-1)提高到9.68×10^(-4)S·cm^(-1),而膜的外观和力学强度以及含水率未发生明显变化,这一结果表明该膜具有很好的耐碱化学稳定性,有望作为一种新型的碱性燃料电池用离子交换膜.
- 刘玲玲丁蕾徐莉乔锦丽盛嘉伟
- 关键词：聚乙烯醇
- 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被引量：3
- 2010年
- 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.
- 傅婧乔锦丽马建新
- 关键词：聚乙烯醇聚乙烯吡咯烷酮化学稳定性尺寸稳定性
- CoPy/C催化剂应用碱性介质氧还原催化的电化学性能(英文)被引量：2
- 2011年
- 利用碳黑(Vulcan XC-72R)中加入硫酸钴和吡啶(Py)作为催化剂前驱体,经溶剂分散热处理构建了一类新型的高效氧还原CoPy/C复合催化剂.并运用循环伏安法(CV)和旋转圆盘电极(RDE)技术研究了不同Co含量的CoPy/C催化剂在碱性介质中对氧还原的电催化活性.结果表明:Co的存在对氧的催化剂活性位的形成有重要影响,800℃下所制备的10%Co30%Py/C(质量分数)复合催化剂表现出最佳的氧还原催化活性.以其制备的气体扩散电极在3.0 mol·L^(-1)KOH电解质溶液(O_2气氛)中0.014 V(相对于标准氧电极(RHE))即可产生明显的氧还原电流.同40%Py/C相比,10%Co30%Py/C催化氧还原的起峰电位正移了71 mV,同时表现出明显的极限扩散电流.在-0.16 V时电流密度达到最大值,电流密度为1.0 mA·cm^(-2),半波电位在-0.07 V.透射电镜分析表明所制备的碳黑载吡啶钴(10%Co30%Py/C)催化剂平均粒径为20 nm.
- 徐莉乔锦丽丁蕾胡隆宇刘玲玲王海江
- 聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮碱性复合膜的制备及其性能被引量：11
- 2010年
- 通过在不同浓度KOH溶液中进行掺杂,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.详尽考察了膜的组成、微观结构、热稳定性、离子电导率和甲醇吸收率.结果表明,PVA与PVP两者具有较好的相容性,当m(PVA)∶m(PVP)=1∶0.5时,膜断面致密、均匀,未发生大尺度相分离.PVP的混入可以极大提高复合膜的电导率和热稳定性.当m(PVA)∶m(PVP)=1∶1时,复合膜的电导率可达2.01×10-3 S.cm-1.PVA/PVP/KOH膜的甲醇吸收率随温度的升高没有明显变化,100℃时其甲醇吸收率仅为同条件下Nafion 115膜的1/4.这表明该复合膜有望作为一种新型的碱性直接甲醇燃料电池用固体电解质膜且可提高膜的使用温度.
- 傅婧林瑞吕洪王晓蕾马建新乔锦丽
- 关键词：聚乙烯醇聚乙烯吡咯烷酮离子电导率热稳定性
- 燃料电池用聚乙烯醇基碱性聚合物电解质膜的制备及其性能
- 2011年
- 通过在不同浓度KOH溶液中进行掺杂,制备出了聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇/聚乙烯吡咯烷酮(PVA/PVP)和聚乙烯醇/聚乙二醇二甲醚(PVA/PEGDE)碱性聚合物电解质膜.详细考察了膜的外观形貌、微观结构、热稳定性、离子电导率和化学稳定性等.结果表明,PVA与PVP以及PEGDE具有很好的相容性,所制备的复合膜断面致密、均匀,没有出现明显的相分离.同时,PVP和PEGDE的混入可以极大的提高复合膜的电导率.PVA中混入100%含量的PVP时,膜电导率可达2×10-3 S.cm-1;混入25%的PEGDE时,膜电导率最高可达1.43×10-3 S.cm-1.经PVP和PEGDE改性后的PVA膜表现出很好的热稳定性和耐碱稳定性,所制备的样膜经80℃10 mol.L-1 KOH溶液中处理24 h后,没有观察到膜电导率的下降.红外光谱研究表明,处理温度升高有利于膜对KOH溶液的吸收,从而提高膜中OH-载流子的浓度.此外,PVA/PVP/KOH膜和PVA/PEGDE/KOH膜的甲醇吸收率随温度的升高没有明显变化,100℃时其甲醇吸收率仅为同条件下Nafion115膜的1/4.
- 傅婧张海艳乔锦丽马建新
- 关键词：聚乙烯醇聚乙烯吡咯烷酮聚乙二醇二甲醚化学稳定性
- 用于燃料电池的聚乙烯醇/纤维素/聚乙二醇碱性阴离子交换复合膜的制备及性能被引量：10
- 2012年
- 通过对聚乙烯醇(PVA)/季铵化羟乙基乙氧基纤维素(QHECE)共混膜进行聚乙二醇(PEG)聚塑化改性,采用物理-化学交联联用法制备了PVA/QHECE/PEG碱性阴离子交换复合膜.通过交流(AC)阻抗、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)、气相色谱(GC)和拉伸实验等手段考察了不同PEG添加量对膜的离子电导率、分子结构、微观形貌、热稳定性、力学强度、甲醇渗透率和耐碱稳定性等性能.结果表明,PEG的加入(除最小比例外)提高了膜的离子电导率和力学强度并使其柔韧性增大.同时,膜的热稳定性比未添加PEG时提高了40℃.将PVA/QHECE/PEG膜在80℃,6 mol/L KOH浓碱溶液中浸渍处理264 h,膜的电导率从1.06×10-3S/cm提高到3.88×10-3S/cm,而膜的外观和力学强度及含水率未发生明显变化,表明该膜具有很好的耐碱化学稳定性.此外,以3 mol/L甲醇溶液为测试目标,膜的甲醇渗透率<10-7cm2/s,仅为商业用Nafion膜的1/20～1/40.
- 刘玲玲张璟乔锦丽
- 关键词：聚乙烯醇聚乙二醇
