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磺化聚苯乙烯/侧链交联型磺化聚芳醚酮砜复合质子交换膜的制备与性能

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高等学校化学学报 2024年第8期45卷 129-139页

作者：程海龙韩康辉李奥陶璐静易飞扬孙娇娇吉林化工学院材料科学与工程学院吉林132022

如何平衡质子交换膜(PEM)的吸水性与尺寸稳定性及质子传导与甲醇渗透之间的关系一直是PEM材料的研究热点.本文通过直接缩聚法合成了含有丙烯基的聚芳醚酮砜共聚物(PAEKS),利用自由基接枝反应将磺化聚苯乙烯(SPS)和苯乙烯磺酸钠通过丙烯... 详细信息

如何平衡质子交换膜(PEM)的吸水性与尺寸稳定性及质子传导与甲醇渗透之间的关系一直是PEM材料的研究热点.本文通过直接缩聚法合成了含有丙烯基的聚芳醚酮砜共聚物(PAEKS),利用自由基接枝反应将磺化聚苯乙烯(SPS)和苯乙烯磺酸钠通过丙烯基引入到PAEKS中,制备了一系列磺化聚苯乙烯/侧链交联型磺化聚芳醚酮砜交联复合膜cr-SPAEKS-x(其中x代表复合膜中磺酸基团的含量),利用核磁共振波谱及红外光谱对其进行了表征.由扫描电子显微镜照片可见,SPS和苯乙烯磺酸钠在交联复合膜中分布非常均匀,没有发生任何分相现象.交联网络结构的形成提高了膜的热稳定性、氧化稳定性及力学性能.同时其独特的亲/疏水相分离结构和交联网络结构也有效提高了交联复合膜的尺寸稳定性和阻醇性能,80℃时磺酸基团含量最高的cr-SPAEKS-120%膜在高达63.5%的吸水率下溶胀率仅为20.1%,甲醇渗透系数最高为3.47×10^(-7) cm^(2)/s,远低于Nafion117的23.80×10^(-7) cm^(2)/s.独特的链结构形成的亲/疏水相分离结构使得该系列膜具有较好的质子传导性能,cr-SPAEKS-120%膜在20和80℃下的质子传导率分别达到0.043和0.113 S/cm,可见该系列交联复合膜在直接甲醇燃料电池中具有良好的应用前景.

关键词：磺化聚苯乙烯侧链交联型磺化聚芳醚酮砜尺寸稳定性阻醇性能交联复合质子交换膜

Ti_(3)C_(2)T_(x)基复合电磁屏蔽材料的结构设计与性能研究进展

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复合材料学报 2024年第7期41卷 3404-3426页

作者：汪恒冯舒玥胡峻豪刘梦竹王永鹏吉林化工学院材料科学与工程学院吉林132022 吉林化工学院化学与制药工程学院吉林132022

随着5G网络的普及和电子设备的小型化,电磁辐射给周围环境和人体带来了一定的危害,为此研制综合性能优异的新型电磁干扰屏蔽材料具有十分重要的意义。Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene是一种新型二维材料,具有独特的层状结构、可调节的活性表面、... 详细信息

随着5G网络的普及和电子设备的小型化,电磁辐射给周围环境和人体带来了一定的危害,为此研制综合性能优异的新型电磁干扰屏蔽材料具有十分重要的意义。Ti_(3)C_(2)T_(x)MXene是一种新型二维材料,具有独特的层状结构、可调节的活性表面、超高电导率等特点,展现出优异的电磁屏蔽性能。近年来,关于Ti_(3)C_(2)T_(x)的制备方法和填料选择的报道层出不穷,然而从结构设计层面总结Ti_(3)C_(2)T_(x)基复合材料的工作却很少。高效的结构设计不仅能够减少填料的用量而且能够提高屏蔽效能。本文以结构为主线,对近年来Ti_(3)C_(2)T_(x)基电磁屏蔽材料的发展趋势进行了总结,通过分析屏蔽效能和屏蔽机制,重点总结不同的结构如多孔结构、分层结构、核壳结构、其他特殊结构及其复合结构对Ti_(3)C_(2)T_(x)基电磁屏蔽性能的影响及作用,并提出了目前Ti_(3)C_(2)T_(x)及其复合材料在作为电磁屏蔽材料使用时急需解决的关键科学和技术问题。最后对MXenes的发展前景进行展望。

关键词： Ti_(3)C_(2)T_(x)基复合材料电磁屏蔽结构设计屏蔽效能屏蔽机制

共价有机框架衍生多孔碳固相微萃取纤维结合气相色谱法测定水样中的邻苯二甲酸酯

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高等学校化学学报 2024年第8期45卷 70-79页

作者：张莹赵金凤费哲奇连丽丽娄大伟王希越吉林化工学院化学与制药工程学院吉林132022 广西职业工业技术学院分析化学系南宁530001

以4-甲酰基苯硼酸(FPBA)和2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪(TAPT)为单体,通过溶剂热法制备了共价有机框架(COF)FPBA-TAPT,将其直接热解后获得衍生多孔碳材料(PC)FTPC.傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱及扫描电子显... 详细信息

以4-甲酰基苯硼酸(FPBA)和2,4,6-三(4-氨基苯基)-1,3,5-三嗪(TAPT)为单体,通过溶剂热法制备了共价有机框架(COF)FPBA-TAPT,将其直接热解后获得衍生多孔碳材料(PC)FTPC.傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱及扫描电子显微镜(SEM)表征结果显示,该材料呈球形,表面呈褶皱结构,比表面积为499 m2/g.利用溶胶-凝胶法将其涂覆在不锈钢丝表面制得固相微萃取纤维,结合气相色谱法建立了测定水样中邻苯二甲酸酯(PAEs)的方法.对萃取和解吸条件进行优化后,该方法具有较宽的线性范围(0.5~100μg/L)、较低的检测限(0.018~0.106μg/L)和良好的稳定性(相对标准偏差,RSD≤7.8%).将该方法用于3种水样中PAEs的检测,低(5μg/L)、中(10μg/L)及高(50μg/L)加标回收率为79.5%~123.9%,RSD为1.1%~12.2%,表明该方法具有良好的准确性,可实现水体中PAEs的有效定量分析.

关键词：固相微萃取多孔碳共价有机框架邻苯二甲酸酯

磺化聚乙烯醇/侧链交联型磺化聚芳醚酮复合质子交换膜的制备与性能

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复合材料学报 2024年第5期41卷 2465-2476页

作者：程海龙郑锐孙娇娇韩康辉李奥管丹丹栾立伟陶璐静吉林化工学院材料科学与工程学院吉林132022

磺化芳香类聚合物质子交换膜(PEM)为了达到较好的质子传导性能就必需具有较高的磺化度,然而较高的磺化度就会增加PEM的溶胀率、降低PEM的尺寸稳定性及增加PEM的甲醇渗透率等一系列问题。为此,通过直接缩聚的方法合成了含有羧基的聚芳醚... 详细信息

磺化芳香类聚合物质子交换膜(PEM)为了达到较好的质子传导性能就必需具有较高的磺化度,然而较高的磺化度就会增加PEM的溶胀率、降低PEM的尺寸稳定性及增加PEM的甲醇渗透率等一系列问题。为此,通过直接缩聚的方法合成了含有羧基的聚芳醚酮共聚物(PAEK-x),利用刚果红作为交联剂并引入磺酸基团,与磺化聚乙烯醇(SPVA)复合制备磺化聚乙烯醇/磺化聚芳醚酮交联复合膜(Cr-SPAEK-x),通过红外光谱对交联复合膜进行了表征。对膜的性能测试发现,该系列交联复合膜表现出了良好的热性能、力学性能、氧化稳定性和适度的吸水性。交联结构形成于PAEK-x的羧基与刚果红的氨基及SPVA的羟基之间,不消耗膜中的传导基团磺酸基,因此该系列交联复合膜表现出了较高的质子传导率,酚酞啉(PPL)摩尔含量为100mol%的磺化聚乙烯醇/磺化聚芳醚酮交联复合膜Cr-SPAEK-100在25℃和80℃分别达到了0.053 S·cm^(-1)和0.109 S·cm^(-1)。交联网络结构的形成,抑制了膜的水溶胀性,提高了膜的尺寸稳定性,即使是吸水率最高的Cr-SPAEK-100膜的溶胀率室温下也只有5.26%,同时由于致密的交联网络结构的形成及具有高阻醇性能的SPVA的引入,有效地降低了该系列交联复合膜的甲醇渗透系数,最高也只有3.92×10^(-7)cm^(2)·s^(-1),可见该系列交联复合膜有望在直接甲醇燃料电池中得到应用。

关键词：侧链交联型磺化聚芳醚酮磺化聚乙烯醇交联复合质子交换膜尺寸稳定性阻醇性能

磺化聚乙烯醇/侧链磺化聚芳醚酮交联复合膜的制备与性能

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高分子材料科学与工程 2024年第4期40卷 147-156页

作者：程海龙韩康辉孙娇娇郑锐李奥栾立伟管丹丹陶璐静吉林化工学院材料科学与工程学院吉林吉林132022

通过溶液共混热处理方法,制备了磺化聚乙烯醇(SPVA)含量不同的SPVA/侧链磺化聚芳醚酮交联复合膜(Cr-SSPxx)。交联网络结构有效增强了交联复合膜的力学性能、热稳定性、氧化稳定性及尺寸稳定性,扫描电镜显示,交联复合膜呈现了更好的相容... 详细信息

通过溶液共混热处理方法,制备了磺化聚乙烯醇(SPVA)含量不同的SPVA/侧链磺化聚芳醚酮交联复合膜(Cr-SSPxx)。交联网络结构有效增强了交联复合膜的力学性能、热稳定性、氧化稳定性及尺寸稳定性,扫描电镜显示,交联复合膜呈现了更好的相容性和均一性。随交联度增加,交联复合膜的溶胀率呈现明显下降趋势,在25℃和80℃时,Cr-SSP30膜的溶胀率分别仅有3.7%和7.6%。由于SPVA对醇有阻碍作用,以及交联网络结构增加了膜的致密性,故该系列Cr-SSPxx膜展现出非常优秀的阻醇性能,交联复合膜的甲醇渗透率明显低于纯S-SPAEK膜和磺化聚乙烯醇/侧链型磺化聚芳醚酮复合膜,Cr-SSP30膜的甲醇渗透率仅为9.4×10^(-8) cm^(2)/s。虽然与磺化聚乙烯醇/侧链型磺化聚芳醚酮复合膜相比,交联复合膜的质子传导率有所降低,但由于独特的侧链磺化结构能够促进质子传导,质子传导率最低的Cr-SSP30膜的传导率在25℃和80℃时也都分别达到了0.034 S/cm和0.065 S/cm,同时表现出了更高的质子选择性,能够满足直接甲醇燃料电池(DMFC)的使用要求,有望在DMFC中得到应用。

关键词：侧链型磺化聚芳醚酮磺化聚乙烯醇交联复合质子交换膜

Ni,Co诱导合成嵌有高分散NiCoP纳米粒子的NCNTs:一种高效的双功能电解水催化剂

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燃料化学学报（中英文） 2024年第8期52卷 1173-1183页

作者：张旭鹏王莹刘群张钰陈黎展俊岭王嘉博吉林化工学院石油化工学院吉林吉林132022 安徽大学物质科学与信息技术研究院安徽合肥230601 吉林大学化学学院吉林省表面与界面化学重点实验室吉林长春130012 吉林化工学院石油化工学院化工分离技术吉林省高等学校工程研究中心吉林吉林132022

通过一步磷化碳化直接合成了Ni、Co诱导的高度分散的NiCoP纳米颗粒嵌入氮掺杂碳纳米管(NiCo/NiCoP-NCNTs)。NiCo/NiCoP-NCNTs作为水分解的双功能电催化剂,在0.5 mol/L H2SO4和1 mol/L KOH溶液中分别仅需206 mV的HER过电位和360 mV的OER... 详细信息

通过一步磷化碳化直接合成了Ni、Co诱导的高度分散的NiCoP纳米颗粒嵌入氮掺杂碳纳米管(NiCo/NiCoP-NCNTs)。NiCo/NiCoP-NCNTs作为水分解的双功能电催化剂,在0.5 mol/L H2SO4和1 mol/L KOH溶液中分别仅需206 mV的HER过电位和360 mV的OER过电位。NiCo/NiCoP-NCNTs在10 mA/cm^(2)的电流密度下表现出稳定的1.68 V电池电压,在48 h仅有10%的电流密度下降,表现出卓越的稳定性。催化活性的增强归因于NiCoP纳米颗粒的整合以及NCNTs和NiCo合金之间的协同作用。此外,改善的电催化活性与增加的电化学活性比表面积和降低的电子传递电阻有关。总体而言,NiCo/NiCoP-NCNTs在高效水电解应用中展现出显著的性能。

关键词：碳纳米管磷化镍钴双功能催化剂电催化分解水

水利工程单位财务管理中的成本控制——评《水利工程单位财务工作实务》

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人民黄河 2024年第9期46卷 I0008-I0009页

作者：徐一石吉林化工学院

水资源是社会生产和人民生活必不可缺的重要资源,但随着全球用水量的不断增加与可用水资源的不断减少,水资源供需矛盾日趋尖锐。我国政府非常重视对水资源的开发利用与保护,提出要加大对水利工程基础设施的建设与管理力度,提高对水资源... 详细信息

水资源是社会生产和人民生活必不可缺的重要资源,但随着全球用水量的不断增加与可用水资源的不断减少,水资源供需矛盾日趋尖锐。我国政府非常重视对水资源的开发利用与保护,提出要加大对水利工程基础设施的建设与管理力度,提高对水资源的优化配置与灾害防御能力,为我国水安全提供保障。但是,水利工程项目的建设和运营管理十分复杂,尤其是工程项目的成本管理问题,直接影响水利工程的质量及建设周期、回报周期,进而影响社会经济的稳定发展。下文参考由崔存勇、张颖、朱孝静主编,中国言实出版社出版的《水利工程单位财务工作实务》一书,针对水利工程财务管理方面的挑战及成本控制的目标、意义和可采取的策略等进行阐述,为水利工程项目的建设管理提供参考。

关键词：可用水资源成本控制灾害防御基础设施成本管理问题水利工程项目资源的优化配置建设周期

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光伏电池特性测试及MPPT技术的应用研究

光伏电池特性测试及MPPT技术的应用研究

作者：郑巍吉林化工学院

学位级别：硕士

空心漂珠/MXene复合多层结构电磁屏蔽材料的制备及性能研究

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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空心漂珠/MXene复合多层结构电磁屏蔽材料的制备及性能研究

作者：汪恒吉林化工学院

学位级别：硕士

5G通讯技术的快速发展和便携设备的广泛使用,给人们生活带来便利的同时也产生了大量的电磁污染。电磁干扰（EMI）不仅导致灵敏的电子设备因过载而受到损坏,同时还会危害国家信息安全,严重时还会对人体健康产生潜在的危害。因此,能够有... 详细信息

5G通讯技术的快速发展和便携设备的广泛使用,给人们生活带来便利的同时也产生了大量的电磁污染。电磁干扰（EMI）不仅导致灵敏的电子设备因过载而受到损坏,同时还会危害国家信息安全,严重时还会对人体健康产生潜在的危害。因此,能够有效解决EMI问题的EMI屏蔽材料和电磁波吸收材料在近些年来受到了研究者们的广泛关注。Ti3C2Tx作为MXenes家族的典型代表,具有化学活性表面、表面固有缺陷和金属的高导电性,其层状结构利于延长电磁波的传播路径,层间间距适于填充粒子以增强界面极化效应,表面官能团引起的本体缺陷利于增加偶极极化以平衡阻抗匹配和电磁衰减能力,被认为是制备高效电磁干扰屏蔽材料的潜在选择。然而,Ti3C2Tx在制备成为屏蔽材料过程中容易发生层状自堆积,减少了填料的填充空间与电磁波的传输路径,使其对电磁波的损耗能力下降。Ti3C2Tx的高导电性导致屏蔽材料阻抗失配,产生更多的反射电磁波,对人体和环境产生二次危害,同时Ti3C2Tx易氧化,氧化后的Ti3C2Tx基复合材料的屏蔽性能急剧下降,严重限制其在实际生产中的应用。针对Ti3C2Tx的自堆积、高导电性引起的阻抗失配和易氧化等问题,本论文引入绝缘的空心漂珠,构建核壳结构和多层结构,成功制备了FA@Ti3C2Tx/Ti3C2Tx/EP屏蔽材料。该复合材料具有高屏蔽性能、良好的热稳定性和抗氧化能力。具体研究内容如下:（1）制备出具有优异吸波性能的FA@Ti3C2Tx吸波剂。在这项工作中,通过HF刻蚀Ti3Al C2制备出薄层Ti3C2TxMXene。因薄层Ti3C2TxMXene具有高导电性,会引起材料的阻抗失配。为此,引入绝缘的FA,通过氢键自组装法成功制备出具有核壳结构的FA@Ti3C2Tx吸波剂并对其结构和形貌进行表征。研究表明,3D核壳导电网络、多重界面结构、高比表面积、局部缺陷和官能团是吸波剂对电磁波的导电损耗、极化损耗和偶极损耗的主要贡献因素。优秀的阻抗匹配,使电磁波更好的进入材料内部,最终获得良好的电磁波吸收性能。当FA@Ti3C2Tx材料厚度为2.0mm时,对应的频率为10.68 GHz处,最小反射损耗为-48.36d B,有效吸波带宽为3.84GHz（9.24-12.98 GHz）。核壳结构的FA@Ti3C2Tx复合吸波剂在较薄的厚度下具有较高的电磁波吸收能力。（2）制备出分层-核壳结构的FA@Ti3C2Tx/Ti3C2Tx复合屏蔽剂。首先制备纯Ti3C2Tx层,然后把通过氢键自组装法得到核壳结构的FA@T层添加在纯Ti3C2Tx层上方,通过层层组装,成功制备了双层FA@T/T。进一步在FA@T层上添加纯Ti3C2Tx层,制备出三层T/FA@T0.6/T屏蔽剂。实验结果证实,双层和三层屏蔽剂具有核壳-多层状特殊形貌,核壳结构层可以调节阻抗匹配使更多的电磁波进入到屏蔽材料内部,同时可以增加电磁波在多个核壳之间的反射和散射效应。多层结构设计延长了电磁波在屏蔽材料内部的传输路径,层与层之间的阻抗失配引起了电磁波在复合材料内部的多重反射。双层和三层屏蔽剂具有良好的EMI屏蔽性能。在X波段下,不同比例的双层FA@T/T复合材料的SET全部大于40d B。在MXene含量为60%时,FA@T0.6/T屏蔽剂和T/FA@T0.6/T屏蔽剂的SET分别为88.9和111d B。随着层数的增加,屏蔽剂的SET有较大的提升。（3）在前两章的基础上,进一步通过溶胶凝胶法制备了具有复合结构的双层和三层屏蔽材料。EP具有优异的电绝缘性能、良好的热稳定性,为屏蔽材料的抗氧化性和热稳定性。所制备的屏蔽材料在X波段都获得了优异的EMI屏蔽性能,所有屏蔽材料的SET全部超过48d B。其中,厚度为2.2mm的FA@T0.60/T/EP屏蔽材料在X波段的平均SET和SEA分别为76.24d B和63.67d B。厚度为3.0mm的T/FA@T0.60/T/EP屏蔽材料在X波段的平均SET和SEA分别为99.99d B和87.32d B。所有材料的SEA对EMI SE的贡献远远高于SER,有利于缓解二次电磁污染。同时所有屏蔽材料都具有良好的热稳定性,失重率都不超过8%,表明FA@Ti3C2Tx/EP复合材料热稳定性较为出色。经过一个月氧化实验,EP封装屏蔽材料比未封装的屏蔽材料的屏蔽性能高6.80d B,可以有效的抗氧化。因此,本论文研究的系列材料是一种可应用性较强的屏蔽材料。

关键词：电磁波屏蔽 Ti3C2Tx MXene 空心漂珠环氧树脂结构与性能