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聚偏氟乙烯基复合材料及其在储能器件中的应用

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复合材料学报 2023年第9期40卷 4943-4957页

作者：陆澎王欣雨梁环胡欣陆春华南京工业大学材料科学与工程学院材料化学国家重点实验室南京211800 南京工业大学生物与制药工程学院南京211800

随着我国“双碳”战略的稳步实施,发展具有“三高一长一低一环”(即高能量密度、高功率密度、高安全性、长循环稳定性、低成本及环保)的电池、超级电容器等能量存储设备,对助力可再生能源的高效存储与稳定输出、推动我国电力系统绿色转... 详细信息

随着我国“双碳”战略的稳步实施,发展具有“三高一长一低一环”(即高能量密度、高功率密度、高安全性、长循环稳定性、低成本及环保)的电池、超级电容器等能量存储设备,对助力可再生能源的高效存储与稳定输出、推动我国电力系统绿色转型具有重要意义。聚偏氟乙烯(PVDF)基含氟聚合物由于具有良好的力学性能、电学性能及化学稳定性等,已被广泛地用于电池及超级电容器的电极粘结剂、隔膜以及电解质材料。随着储能器件的快速发展,对PVDF基含氟聚合物进行功能化复合以满足对于电池、超级电容器“三高一长一低一环”的需求,成为PVDF基聚合物复合材料的发展重点。本文系统介绍了PVDF基聚合物及其复合材料分别作为粘结剂、电解质和隔膜材料应用于电池及超级电容器的情况,比较了不同功能化复合改性方法对PVDF基聚合物材料性能提升的作用机制,对PVDF基复合材料应用于储能领域的发展前景和挑战进行了展望。

关键词：聚偏氟乙烯复合材料超级电容器粘结剂电解质隔膜

以硫酸钛和氟硅酸水热法制备花状多级TiO_2微球（英文）

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无机材料学报 2014年第8期29卷 891-896页

作者：施国栋宋军杨柳柳张利雄南京工业大学化学化工学院材料化学工程国家重点实验室南京210009

以廉价的硫酸钛为原料和氟硅酸为结构控制剂,用成本低效益好的水热法制备暴露{001}面纳米片组装的花状多级TiO2微球。这些多级微球是由许多交联的纳米片组装。通过调变氟硅酸根离子的浓度可以容易地控制多级微球的精细结构。通过XRD和SE... 详细信息

以廉价的硫酸钛为原料和氟硅酸为结构控制剂,用成本低效益好的水热法制备暴露{001}面纳米片组装的花状多级TiO2微球。这些多级微球是由许多交联的纳米片组装。通过调变氟硅酸根离子的浓度可以容易地控制多级微球的精细结构。通过XRD和SEM表征来检测微球的生长过程,并提出了可能的形成机理。与其他溶解热合成法相比,这种成本低效益好的水热合成法有望应用于大批量生产花状多级TiO2微球。这种精制的花状多级TiO2微球展现了很好的光催化降解甲基橙的能力。

关键词：花状水热合成晶体生长多级结构

杂醇对La/HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯反应的影响

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化工学报 2011年第1期62卷 97-102页

作者：黄鑫江胡燚余定华胡耀池韩毓旺南京工业大学材料化学工程国家重点实验室江苏南京210009

分别考察了异丙醇、异丁醇和异戊醇对2.0%La/HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯反应的影响,结合NH3-TPD、BET、TG等催化剂表征结果,对杂醇的影响机理进行了深入分析。研究表明,所考察的3种杂醇在2.0%La/HZSM-5作用下均能发生脱水反应生成诸多易... 详细信息

分别考察了异丙醇、异丁醇和异戊醇对2.0%La/HZSM-5催化乙醇脱水制乙烯反应的影响,结合NH3-TPD、BET、TG等催化剂表征结果,对杂醇的影响机理进行了深入分析。研究表明,所考察的3种杂醇在2.0%La/HZSM-5作用下均能发生脱水反应生成诸多易聚合的烯烃类产物,对其催化乙醇脱水的性能产生了明显的影响;而且随着加入杂醇的碳原子数的增加,催化剂的积炭情况逐渐加重,催化性能也有明显下降的趋势。2.0%La/HZSM-5与HZSM-5原粉相比,具有较大的比表面、孔容和表面酸量,拥有强度更强的弱酸中心和强度较弱的强酸中心,催化含杂醇的乙醇脱水制乙烯反应时其催化性能和抗积炭能力得到了明显提升。

关键词：乙醇杂醇脱水乙烯 HZSM-5

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陶瓷膜连续反应器的设计与工程应用

化工学报 2010年第7期61卷 1666-1673页

作者：邢卫红金万勤陈日志仲兆祥徐南平南京工业大学材料化学工程国家重点实验室江苏南京210009

膜反应器是结合膜技术和反应器,将反应和分离两个单元操作耦合成为一个单元过程的系统,可简化流程、节约成本、提高产品质量并减少环境污染。本文就陶瓷膜连续反应器运行过程中存在的膜与反应过程优化、超细颗粒吸附、膜污染等关键问题... 详细信息

膜反应器是结合膜技术和反应器,将反应和分离两个单元操作耦合成为一个单元过程的系统,可简化流程、节约成本、提高产品质量并减少环境污染。本文就陶瓷膜连续反应器运行过程中存在的膜与反应过程优化、超细颗粒吸附、膜污染等关键问题作了阐述,并以重要的沉淀反应与非均相催化反应为对象,介绍了连续膜反应器的设计及工程应用进展。

关键词：陶瓷膜膜反应器工程应用

丙烯腈-顺丁烯二酸酐聚合物亲水改性聚苯砜膜

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高校化学工程学报 2017年第6期31卷 1412-1418页

作者：殷秋崔朝亮李卫星邢卫红南京工业大学材料化学工程国家重点实验室江苏南京210009

通过非溶剂诱导相分离的方法制备聚苯砜(PPSU)膜,首先通过水相聚合法制备丙烯腈顺丁烯二酸酐(PANCMA)聚合物,分别通过红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)表征此聚合物,由于此聚合物中存在大量羧基官能团,所以采用该聚合物亲水改性PPSU膜,... 详细信息

通过非溶剂诱导相分离的方法制备聚苯砜(PPSU)膜,首先通过水相聚合法制备丙烯腈顺丁烯二酸酐(PANCMA)聚合物,分别通过红外光谱(FT-IR)和X射线衍射(XRD)表征此聚合物,由于此聚合物中存在大量羧基官能团,所以采用该聚合物亲水改性PPSU膜,考察了不同含量PANCMA聚合物(0%,0.5%,1%,2%,3%(wt))对PPSU膜性能的影响,分别考察了PANCMA聚合物对PPSU膜的微观结构、亲水性、通量、截留分子量、BSA静态吸附量以及对甲基蓝染料截留率的影响,结果表明:通过扫描电子显微镜(SEM)观察膜的微观结构,随着PANCMA聚合物含量的增大,指状孔逐渐减小,并且膜的厚度逐渐增加,随着PANCMA聚合物含量的增加,PPSU/PANCMA复合膜的纯水通量由原膜的59.3 L?m-2?h-1降至10.8 L?m-2?h-1,截留分子量由原膜的17,500 Da降低至4,400 Da,接触角由原来的78°降至38°,PANCMA聚合物一定程度提高了PPSU膜的亲水性,其中以PANCMA聚合物含量为2%(wt)时效果最佳,BSA的静态吸附量与原膜相比降低了近20倍,耐污染性能变好;采用制备的膜过滤甲基蓝溶液,截留率由原膜的54%增至89%,表明改性后膜的截留性能变好。

关键词：聚苯砜丙烯腈顺丁烯二酸酐亲水改性耐污染性

材料化学工程科学内涵及方法初探:从介观尺度界面流体行为出发认知材料

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化工学报 2013年第1期64卷 148-154页

作者：朱育丹陆小华郭晓静吕玲红南京工业大学材料化学工程国家重点实验室江苏南京210009

作为一门新兴的交叉学科,材料化学工程科学内涵的进一步凝练和方法论的建立显得十分重要和迫切。介观尺度下界面流体的研究对于材料化学工程具有重要意义,材料化学工程的科学内涵在于通过认识介观尺度下界面处流体行为来'认知'材料,以... 详细信息

作为一门新兴的交叉学科,材料化学工程科学内涵的进一步凝练和方法论的建立显得十分重要和迫切。介观尺度下界面流体的研究对于材料化学工程具有重要意义,材料化学工程的科学内涵在于通过认识介观尺度下界面处流体行为来'认知'材料,以期建立材料结构、性能(应用)与制备(生产)三者之间的关系。其中,弄清介观尺度下复杂作用和复杂结构对界面流体行为的影响,是'认知'材料的关键。分子模拟技术作为单因素遴选介观尺度各影响因素的有效手段,在实际应用中存在两大难点:如何同时获得界面流体反应和传递两个方面的信息;如何实现分子层面认识在材料应用层面的转化。基于此,初步讨论了材料化学工程研究方法的发展趋势。

关键词：介观尺度界面受限流体材料化学工程分子模拟

金属骨架材料MIL-53(Cr)合成及其吸附效果研究

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高校化学工程学报 2012年第5期26卷 858-863页

作者：周满孙林兵刘晓勤南京工业大学材料化学工程国家重点实验室江苏南京210009

采用新配比(n(Cr3+):n(H2BDC):n(H2O)=1:2:280),水热法合成MOFs材料MIL-53(Cr)。材料后处理过程采用溶剂置换法。通过XRD、TG、SEM、IGA的表征手段对不同条件下合成后MIL-53(Cr)产物进行结构表征;通过N2、CO2、CH4、C2H4、C2H6单组份气体吸附实验对样品的吸附性能进行测试。结果显示:新的制备方案在制备过程中能够更稳定地合成出高纯度的MIL-53(Cr)产物,溶剂置换的后处理方法能够有效的将孔道内H2BDC除去,经过后处理MIL-53(Cr)比表面积为1355.9 m2 g 1,通过初步的气体吸附实验表明该材料具有广阔的应用前景。

关键词： MOF(金属有机骨架) MIL-53(Cr) 合成条件优化吸附性能

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限域传质分离膜

化工学报 2018年第1期69卷 50-56页

作者：金万勤徐南平材料化学工程国家重点实验室南京工业大学江苏南京210009

阐述了限域传质分离膜的研究背景及现状,分析了该领域面临的关键科学问题及研究思路,介绍了我国在此领域的研究进展,并提出了未来的发展方向。

关键词：限域传质膜分离传递

预润湿对Janus陶瓷膜制备及布气性能的影响

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化工进展 2024年第1期43卷 353-363页

作者：裴文艺陈子阳赵萌姜红陈日志南京工业大学材料化学工程国家重点实验室江苏南京210009

膜分散是制备微气泡的有效手段之一。在膜分散过程中,膜表面润湿性对气泡的分散过程起着关键作用。通过不对称化学修饰法调节膜的润湿性,在亲水改性前引入预润湿处理经疏水改性过的陶瓷膜,制备了具有不对称润湿性的Janus陶瓷膜。研究了... 详细信息

膜分散是制备微气泡的有效手段之一。在膜分散过程中,膜表面润湿性对气泡的分散过程起着关键作用。通过不对称化学修饰法调节膜的润湿性,在亲水改性前引入预润湿处理经疏水改性过的陶瓷膜,制备了具有不对称润湿性的Janus陶瓷膜。研究了不同预润湿剂对Janus陶瓷膜结构、表面性质及化学组成的影响,并研究其在CO_(2)-NaOH体系中的气体分散与传质性能。结果表明,经预润湿处理制备的Janus陶瓷膜的亲水侧的润湿效果和亲水层的均匀程度均受到预润湿剂的表面张力和水溶性的影响。预润湿剂表面张力的减小,有利于Janus陶瓷膜上均匀的亲水层的沉积以及膜表面亲水性的增强。与未润湿处理相比,经乙醇预润湿制备的Janus陶瓷膜分散制备得到的气泡平均尺寸最小且分布最窄,传质效果也最优。

关键词：膜微气泡陶瓷膜润湿性曝气传质