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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

高拉伸与宽温度范围黏性水凝胶用于人体运动监测

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精细化工 2024年

作者：高子健孙晟宇关欣孙健金朝辉吉林化工学院石油化工学院

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AAc)和木质素磺酸钠(LS)为原料，丙三醇(Gly)和H2O为混合溶剂，制备了AAc/AMPS/H2O/Gly/LS水凝胶。采用FTIR对水凝胶进行了表征。考察了AMPS用量、LS用量，AAc用量、Gly用量对水凝胶的黏附... 详细信息

以2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)、丙烯酸(AAc)和木质素磺酸钠(LS)为原料，丙三醇(Gly)和H2O为混合溶剂，制备了AAc/AMPS/H2O/Gly/LS水凝胶。采用FTIR对水凝胶进行了表征。考察了AMPS用量、LS用量，AAc用量、Gly用量对水凝胶的黏附性能、力学性能和导电性能的影响。将其粘贴在人体手指、肘部及膝盖关节处进行有线和无线传感测试。结果表明，AMPS、LS、AAc、Gly、水用量分别为1.2 g、0.12 g、7 mL、1 mL、16 mL制备的AAc7/AMPS1.2/H2O16/Gly1/LS0.12水凝胶具有最佳性能，在–20～80 ℃范围内，其对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基材均展现了良好的黏附性，在低温(–20 ℃)、常温(20 ℃)和高温(80 ℃)下，剪切强度分别为39.8、74.3和46.9 kPa；常温下的断裂应力和断裂伸长率分别为120 kPa和14288%，电导率为1.00 S/m。由其组装的穿戴式柔性传感器能监测人体的运动信号，能产生重复且稳定的电阻变化信号。

关键词：水凝胶黏性断裂伸长率导电性能柔性传感器功能材料

具有亮红色发光的Tm3+/Ho3+掺杂NaErF4@NaYF4核壳纳米晶的可控制备及其上转换发光性能

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复合材料学报 2024年第7期 3587-3597页

作者：尹玉陈杰刘蓉赵伟吉林化工学院化学与制药工程学院吉林化工学院分析测试中心

为了获得具有红光发射的上转换纳米材料，以实现深层生物成像的应用，采用热分解法制备了一系列Tm3+、Ho3+掺杂NaErF4@NaYF4核壳上转换纳米晶，并对其形貌、结构和发光性能进行了表征。结果表明：所制备NaErF4、NaErF4∶Tm3+和NaErF4∶H... 详细信息

为了获得具有红光发射的上转换纳米材料，以实现深层生物成像的应用，采用热分解法制备了一系列Tm3+、Ho3+掺杂NaErF4@NaYF4核壳上转换纳米晶，并对其形貌、结构和发光性能进行了表征。结果表明：所制备NaErF4、NaErF4∶Tm3+和NaErF4∶Ho3+裸核均为六方相结构，呈现良好的球形形貌，平均粒径分别为28.01 nm、23.19 nm、27.89 nm。包覆NaYF4惰性壳层后，样品晶型没有改变，形貌变为短棒状，平均长度增大至37.82 nm、38.51 nm、42.65 nm。在980 nm近红外光激发下，由于Er3+的■跃迁，所制备NaErF4、NaErF4∶Tm3+和NaErF4∶Ho3+裸核均呈现明显的红光发射，且包覆NaYF4惰性壳层后，发光强度和荧光寿命都明显增加，特别是NaErF4@NaYF4核壳样品的发光强度约是NaErF4裸核的1 787倍，荧光寿命达到2.04 ms。此外，与NaErF4@NaYF4纳米棒相比，NaErF4∶(Tm3+,Ho3+)@NaYF4体系中的Tm3+、Ho3+充当了能量捕获中心且与Er3+之间发生能量传递，使其具有更大的红绿发射峰比值（R/G），发光颜色更趋近于红色，与色坐标（CIE）颜色区域相一致。最后，根据发光强度与激发功率的关系，详细分析了上转换纳米晶的发光增强机制及可能存在的能量传递过程。

关键词：上转换发光 NaErF-4纳米晶红光发射核壳掺杂

勃姆石/石墨烯多尺度增韧改性碳纤维环氧树脂复合材料

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复合材料学报 2024年

作者：刘蓉陈杰龚璋灏赵伟马明硕刘治刚吉林化工学院化学与制药工程学院吉林化工学院分析测试中心

碳纤维与聚合物基体之间界面结合强度较弱的问题严重限制了碳纤维复合材料在汽车轻量化等领域的实际应用。为解决这一问题，采用水热法制备了不同质量比的勃姆石/石墨烯复合粉体，并通过自组装的方式成功负载到碳纤维表面，实现了对碳纤... 详细信息

碳纤维与聚合物基体之间界面结合强度较弱的问题严重限制了碳纤维复合材料在汽车轻量化等领域的实际应用。为解决这一问题，采用水热法制备了不同质量比的勃姆石/石墨烯复合粉体，并通过自组装的方式成功负载到碳纤维表面，实现了对碳纤维/环氧树脂复合材料界面的改性。通过一系列综合测试对改性前后碳纤维复合材料的力学性能进行了研究，发现当勃姆石/石墨烯质量比为1：2时（BG-2）时，各项性能最佳。与未经改性的复合材料相比，BG-2改性后复合材料的界面剪切强度、层间剪切强度、拉伸强度和弯曲强度分别提升了116.1%、56.0%、61.1%和30.4%。最后，根据扫描电镜和接触角测试结果进一步分析了复合材料力学性能提升的多尺度界面修饰原理。

关键词：碳纤维勃姆石/石墨烯聚合物复合材料界面改性力学性能

Ti3C2Tx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 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化工学院化学与制药工程学院

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。Ti3C2TxMXene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... 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。Ti3C2TxMXene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Ti3C2Tx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Ti3C2Tx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Ti3C2Tx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Ti3C2Tx基电磁屏蔽性能的影响及作用，并提出了目前Ti3C2Tx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： Ti3C2Tx基复合材料电磁屏蔽结构设计屏蔽效能屏蔽机制

基于图优化的GNSS/双目视觉/惯性SLAM系统开发及应用

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中国惯性技术学报 2024年第5期32卷 475-483页

作者：夏琳琳宋梓维方亮孙伍虹志东北电力大学自动化工程学院吉林132012 吉林化工学院信息与控制工程学院吉林132022

为提高机器人室外长航时定位精度,提出一种基于图优化的全球导航卫星系统(GNSS)/双目视觉/惯性同时定位与建图(SLAM)系统开发及应用。将空间中的线特征作为几何约束的补充,集成至前端的特征提取及后端的位姿优化线程,提升位姿解算精度... 详细信息

为提高机器人室外长航时定位精度,提出一种基于图优化的全球导航卫星系统(GNSS)/双目视觉/惯性同时定位与建图(SLAM)系统开发及应用。将空间中的线特征作为几何约束的补充,集成至前端的特征提取及后端的位姿优化线程,提升位姿解算精度。同时,以因子图构建联合优化的图结构,并推导出全局观测误差模型。近200 m的BullDog-CX机器人巡检结果表明,所提算法相比于VINSFusion和PL-VINS分别取得约12.6%及3.4%的定位精度提升,为室外机器人长航时导航提供了一种可行方案。

关键词： GNSS/双目视觉/惯性SLAM系统图优化线特征约束全局观测多传感器融合

二硫化钼-氧化石墨烯纳米涂层针型微萃取装置动态顶空萃取牛奶中5种多氯联苯

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分析试验室 2024年

作者：赵金凤张莹王希越娄大伟吉林化工学院化学与制药工程学院

利用溶剂热法合成二硫化钼-氧化石墨烯(MoS2@GO)纳米材料作为涂层，通过溶胶凝胶法负载到直径为0.3 mm的不锈钢丝表面制得纤维，并将其填充到不锈钢针内，制成针型微萃取装置。与气相色谱联用，可用于牛奶中5种多氯联苯(PCBs)的萃取及... 详细信息

利用溶剂热法合成二硫化钼-氧化石墨烯(MoS2@GO)纳米材料作为涂层，通过溶胶凝胶法负载到直径为0.3 mm的不锈钢丝表面制得纤维，并将其填充到不锈钢针内，制成针型微萃取装置。与气相色谱联用，可用于牛奶中5种多氯联苯(PCBs)的萃取及分析。通过单因素实验确定最佳萃取条件：萃取温度90 ℃，萃取时间25 min，蠕动泵转速30 r/min，磁力搅拌器转速30 r/min，解吸温度270 ℃，解吸时间4 min，样品溶液盐浓度10% (w/V)。最优条件下，方法在0.025～200 μg/L浓度范围内线性关系良好(r≥0.991)，检出限范围为0.0072～0.0149 μg/L，定量限范围在0.0239～0.0495 μg/L之间，相对标准偏差小于9.8%。将建立的方法应用于牛奶基质中PCBs的富集检测，加标回收率在80.2%～93.0%之间，相对标准偏差小于8.2%。该方法为食品中PCBs分析检测提供一定技术支撑。

关键词：针型微萃取(NTME) MoS @GO纳米材料气相色谱(GC) 多氯联苯(PCBs) 牛奶

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针阱微萃取技术的研究与应用进展

化学通报 2024年第4期87卷 410-418,397页

作者：赵金凤王希越娄大伟吉林化工学院化学与制药工程学院吉林132022

随着检测需求的提高与分析技术的发展,简单、自动化、环保与小型化的微型样品前处理技术越来越受到关注。针阱微萃取(NTME)是在固相微萃取技术的理论基础上发展起来的一种新型微型萃取技术,其萃取装置将吸附剂填充到不锈钢针内制得,可... 详细信息

随着检测需求的提高与分析技术的发展,简单、自动化、环保与小型化的微型样品前处理技术越来越受到关注。针阱微萃取(NTME)是在固相微萃取技术的理论基础上发展起来的一种新型微型萃取技术,其萃取装置将吸附剂填充到不锈钢针内制得,可避免固相微萃取纤维易碎及涂层脱落的问题,而且通过动态萃取,可使目标物被彻底萃取,具有更好的耐用性和富集能力。近年NTME结合气相色谱法在挥发性和半挥发性有机污染物分析中获得广泛应用,已有诸多关于NTME的研究被报道。吸附剂是影响NTME萃取性能的核心,本文简要概述了近年NTME的吸附剂种类,并综述了其在环境、食品、生物领域的应用进展。

关键词：针阱微萃取有机污染物吸附剂

金樱子UPLC指纹图谱建立及6个成分含量的同时测定

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中药材 2024年 671-675页

作者：王亮陈帅何艳玲王慧竹吉林化工学院研究生院吉林化工学院化学与制药工程学院

目的:建立金樱子UPLC指纹图谱,并测定其中6个黄酮类成分的含量,为其综合质量评价提供依据。方法:采用CORTECS~?UPLC~?Shield RP18(100 mm×2.1 mm,1.6μm)色谱柱,以乙腈-0.2%磷酸溶液为流动相,梯度洗脱;流速为0.6 m L/min;柱温为31℃;... 详细信息

目的:建立金樱子UPLC指纹图谱,并测定其中6个黄酮类成分的含量,为其综合质量评价提供依据。方法:采用CORTECS~?UPLC~?Shield RP18(100 mm×2.1 mm,1.6μm)色谱柱,以乙腈-0.2%磷酸溶液为流动相,梯度洗脱;流速为0.6 m L/min;柱温为31℃;检测波长为270 nm;进样量为1μL,建立了UPLC指纹图谱并进行相似度评价,同时测定6个成分的含量。结果:建立的金樱子指纹图谱共确定了36个共有峰,相似度为0.991～0.999,指认了6个成分,分别为橙皮苷、金丝桃苷、芦丁、山柰苷、甘草素和槲皮素。不同批次样品中上述成分含量存在差异。结论:应用UPLC技术可快速有效分离出金樱子中成分,该研究可为其质量控制及定量检测提供依据。

关键词：金樱子黄酮 UPLC 指纹图谱含量测定