聚醚砜/磺化聚醚醚酮共混膜的制备和性能

采用流延法制备了聚醚砜(PES)含量不同的PES/磺化聚醚醚酮(SPEEK)共混膜。PES与SPEEK具有良好的相容性。所制备PES/SPEEK共混膜的含水率、溶胀度和甲醇透过系数均随PES含量的增加而降低。虽然共混膜的质子传导性能有所降低.但阻醇性能和溶胀性能提高,这说明PES/SPEEK共混膜是一种很好的直接甲醇燃料电池用固体高分子电解质膜材料。     

新型阻醇质子导电聚合物膜——PVA-Nafion共混膜的制备及性能研究

针对直接甲醇燃料电池(DMFC)中普遍使用NafionTM系列全氟磺酸膜而存在的甲醇穿透问题,鉴于质子、水和甲醇在传递中的相互关联,提出将目标膜视为优先透过质子的质子-甲醇分离膜,制备了在渗透蒸发醇-水分离领域有良好分离效果的聚乙烯醇(PVA)与全氟磺酸材料共混形成的PVA-Nafion共混膜并研究了膜的阻醇和质子导电性能。PVA的加入有效调节了膜内的亲、憎水平衡,使膜的阻醇效果较NafionTM商品膜提高,且共混后,膜的阻醇性能并非只是PVA和Nafion材料各自性能的简单加和平均,而是在一定配比(WNafion=60%)下出现了最优值。所制备的共混膜中有几种膜的透过系数P达到了10-8cm2穝-1,而电导率s 达10-4S穋m-1;如果以电导率和甲醇透过系数的比值(s / P)作为综合指标,共混膜的综合性能可较Nafion117商品膜高约2.5倍。     

电势法研究NaBr在甲醇-水混合溶剂中298.15K下的热力学性质

用Na离子选择性电极NaBr(m),MeOH(w),H_2O(100-w)Br离子选择性电极组成的电池测定NaBr在甲醇含量为0%、10%、20%、40%、60%、80%、90%和100%的甲醇-水混合溶剂,浓度在0.01～3.0mol/kg之间的平衡电势.用Pitzer方程关联实验结果得到每个实验点的NaBr的平均活度系数.结果发现,在一定的溶剂比例下,NaBr的平均活度系数先随它的浓度增加而下降,然后上升;当NaBr浓度固定时,它的平均活度系数随溶剂中甲醇含量增加而下降.NaBr在甲醇中有微弱的缔合.     

强碱性固体凝胶电解质电性能研究

采用自由基溶液聚合方法,将KOH嵌入由聚丙烯酸/聚丙烯酰胺(PAA/PAAM)构成的固体凝胶中,制成具有较高机械强度的强碱性固体凝胶电解质。研究发现,固体凝胶电解质电导率接近KOH水溶液电导率,在KOH质量分数为20%时其电导率达最大值0.28 S/cm;电导率随温度的变化遵循Arrhenius原理。     

直接甲醇燃料电池用三羧基丁烷膦酸锆/磺化杂萘联苯聚醚酮复合质子交换膜

用高磺化度的磺化杂萘联苯聚醚酮（SPPEK）制备DMFC质子交换膜时，膜的机械强度会因过度溶胀而下降。通过在SPPEK（DS=61%）中掺杂1,2,4-三羧基丁烷-2-膦酸锆(Zr(PBTC))，我们制备出 Zr(PBTC)/SPPEK复合质子交换膜。实验表明, Zr(PBTC)的掺杂能有效降低膜的吸水量（溶胀），并能减小膜的甲醇透过系数。80℃时，30wt.%Zr(PBTC) /SPPEK复合膜的吸水量与SPPEK膜比降低了30％。室温下复合膜的甲醇透过系数在10－7 cm2.s-1数量级上，比Nafion 115膜低一个数量级以上。液体甲醇溶液进料的DMFC单电池测试表明，30wt.%Zr(PBTC) /SPPEK复合膜的电池性能优于SPPEK的电池性能。     

聚乙烯醇/水杨酸/纳米二氧化钛复合水凝胶膜的制备及性能

用纳米二氧化钛(nano-TiO_2)对聚乙烯醇/水杨酸(PVA/SA)水凝胶膜进行改性,考查了不同nano-TiO_2用量的PVA/SA/nano-TiO_2复合水凝胶膜的结构与性能。结果表明:复合膜的透明度随nano-TiO_2用量的增加而降低,而其抗菌性、抗紫外线性及透气性均随nano-TiO_2用量的增加而提高;复合膜的力学性能随nano-TiO_2用量的增加呈先上升后下降的趋势,而其溶胀性却恰好与之相反;当nano-TiO_2用量为5.0%时,复合水凝胶膜的透气系数为0.737 9 m~2/(s·kPa),拉伸强度为8.44 MPa,最大紫外线透过率仅为71.12%,透光率达69.08%,对大肠杆菌与霉菌均具有较好的抑制作用,15℃时溶胀度达19.41%。     

丙烯腈-对苯乙烯磺酸共聚物质子交换膜的合成与性能

采用沉淀共聚法制备丙烯腈-对苯乙烯磺酸钠(AN-SSNa)共聚物,成膜酸化得到丙烯腈-对苯乙烯磺酸(AN-SSA)共聚物质子交换膜,研究了SSNa含量对AN-SSNa共聚物水溶性及SSA单元含量对AN-SSA共聚物质子交换膜吸水率、离子交换容量(IEC)、甲醇渗透率和电导率的影响。结果表明当共聚物中SSNa含量为0～4.7%(mol)时,AN-SSNa共聚物不溶于水;随着AN-SSA共聚物中SSA单元含量增大,质子交换膜的吸水率、IEC和甲醇渗透率均增大。用交流阻抗法测定AN-SSA共聚物质子交换膜的电导率,发现膜的电导率也随SSA含量增大而增大。定义膜的电导率与甲醇渗透率之比为膜的选择性系数,发现采用SSA含量为3.12%(mol)的AN-SSA共聚物制备的质子交换膜的选择性系数最大。     

聚丙烯酸-聚乙烯醇共混膜分离甲醇-碳酸二甲酯共沸体系

采用涂敷法制备了聚丙烯酸(PAA)-聚乙烯醇(PVA)共混膜,将其用于渗透汽化法分离甲醇(MeOH)-碳酸二甲酯(DMC)共沸物,考察了共混比例、热处理条件对甲醇分离性能的影响. 渗透汽化实验结果表明,随着热处理时间延长或热处理温度提高,分离因子先升高后降低,而渗透通量则逐渐减小;随着共混膜中PAA/PVA比例增加,分离因子先升高后降低,而渗透通量先减小后增大;当PAA/PVA质量比为7/3、热处理时间为60 min、热处理温度为150℃时,选择性最佳,在料液组成为70%(w) MeOH-30%(w) DMC及70℃的操作温度下,甲醇的分离因子为9.5(透过侧MeOH浓度为95.5%, w),渗透通量为360 g/(m2×h).     

直接甲醇燃料电池溶胶-凝胶流动相的制备与表征

对直接甲醇燃料电池溶胶-凝胶流动相的制备工艺进行了分析,采用溶胶-凝胶法以正硅酸甲酯为前驱体制备出了溶胶-凝胶流动相.分别以溶胶-凝胶流动相和液体流动相为燃料对比研究了直接甲醇燃料电池的放电性能,测定了溶胶-凝胶流动相在Nation117膜中的甲醇渗透率,研究了溶胶-凝胶流动相的质子电导率.实验结果表明,使用溶胶-凝胶...     

阻醇燃料电池质子交换纳米复合膜研究进展

综述了质子交换膜纳米复合材料用于甲醇燃料电池的最新研究进展,全面阐述了纳米复合材料的形貌、结构对材料甲醇透过性、质子导电性等物理化学性能的影响,并展望了甲醇燃料电池质子交换膜复合材料的发展前景。     

载锆凝胶吸附除氟研究

以凝胶为材料,利用锆和氟可以形成配合物,通过接枝二乙烯三胺、载锆,得到载锆凝胶。载锆凝胶在15℃,pH约为6,振荡速度为120次/min,吸附时间为180 min时,可以固液比为0.003 g/mL除去10 mg/L的氟溶液中90.48%的氟离子,使其符合国家饮水标准。载锆凝胶适于处理偏酸性的含氟水。Na+、K+、Mg2+、Ca2+、NO-3、Cl-对载锆凝胶除氟基本无影响,H2PO-4、SO2-4影响适中,CO2-3影响严重。载锆凝胶吸附氟可用Langmuir等温吸附模型描述。15℃下,根据Langmuir模型计算得到的最大吸附量为10.31 mg/g。     

Establishment of temperature-strength response prediction model of supramolecular gel temporary plugging agent by response surface method analysis

In this study, response surface methodology (RSM) was applied to optimize the preparation of a supramolecular gel temporary plugging agent. According to single-factor experiments, results showed that the gelling temperature was preset at 100°C, and the gelling strength reached the maximum. Three-factor RSM model prediction was carried out to explore the determination coefficient (R²) of the gelling temperature and strength and their degree of influence, and the predicted results were verified by experiments. No difference was found between the experimental results and the predicted results, indicating that this model could be used to optimize the preparation of DMF supramolecular gels. DSC, FT-IR, XRD, and SEM were used to investigate the formation mechanism of the optimized supramolecular gel temporary plugging agent (CD-Da), and its compatibility, stability, rheology, and plugging performance were evaluated. Experimental results showed that CD-Da has the characteristics of good injectability in low-permeability rock cores, strong plugging capacity, self-breaking, and less damage to the formation. Therefore, this study not only provides a stable and efficient supramolecular gel plugging agent for tight oil and gas reservoirs, but also establishes a prediction model between each component and supramolecular gel, providing a new optimization method for the preparation of supramolecular gel.     

硅烷化硅胶的制备和性能测定

利用氯丙基三氯硅烷与硅胶反应生成硅烷化硅胶,从不同的条件下合成CP-硅胶并对其性能进行评定和表征,同时对CP-硅胶的反应机理进行了初步的探讨,对未来的研究方向进行了展望.     

C-S-H 凝胶及其研究方法

在分析C-S-H凝胶的复杂性和特征的基础上,就测定它的化学组成、C-S-H凝胶中[SiO4]4-四面体的聚合度及其结构的化学和物理的方法作了简要介绍.现代各种测试方法的出现和使用,对C-S-H凝胶的组成和集中[SiO4]4-四面体的聚合结构有了较为完整的概念.     

丙氨酸类小分子有机凝胶剂的合成及其成凝胶能力测试

本文以丙氨酸为原料,设计并合成了N-十二酰-L-丙氨酸、N-十四酰-L-丙氨酸、N-十二酰-苯丙氨酸、N-十四酰-苯丙氨酸和N-十八酰-苯丙氨酸,并对其使有机溶剂凝胶化的能力进行了测试,同时研究了溶剂量、温度等因素对凝胶化的影响。     

环氧树脂的凝胶反应研究

合成了新型含异氰脲酸酯基的环氧树脂 (ISEP)以及它的柔性固化剂 (TPA) ,对两者的粘度与温度的关系进行了研究。根据Arrhenius公式进行了线性拟合 ,计算了粘流活化能 (△Eη)和指前因子 (K)。ISEP的△Eη为 7 31× 10 4J/mol,K为 3 74× 10 -9;TPA的△Eη为 5 77× 10 4J/mol,K为 4 35× 10 -6。以ISEP和TPA为主体树脂和固化剂组分 ,制得了环氧树脂胶片 ,考察了固化催化剂HA对胶片性能的影响 ,确定了最佳用量为 2 6 %。对不同温度下凝胶反应的放热行为和凝胶时间也进行了研究 ,通过对凝胶时间和温度的线性拟合 ,得到凝胶反应的表观活化能 (Ea)为 85 9 3J/mol,K为 1 9838× 10 -8。通过凝胶时间和凝胶反应的放热量 ,确定了合适的固化温度为 5 0℃。     

高强度冻胶体系的室内研究

使用聚合物冻胶对注水井进行调剖是油田实现控水稳产的一项重要措施。室内研制了一种以部分水解聚丙烯酰胺、有机铬和水溶性酚醛为主剂的冻胶体系。在65℃条件下考察了主剂浓度、矿化度、温度、pH值、热稳定剂等对体系成胶性能的影响。结果表明,该体系在矿化度<16 000 mg/L、温度<80℃、pH值为6～8时,生成的冻胶突破真空压力达到0.070 MPa以上。由岩心封堵试验得到,该冻胶体系对模拟岩心的封堵率>96%,突破压力梯度>34 MPa/m。     

Can porosity properties of particles really be determined by inverse gel permeation chromatography?

Inverse gel permeation chromatography can be fruitfully used for the texture determination of porous mineral beads. However for swelling macroporous gels the same procedure may lead to flagrant errors, which are pointed out on some examples. Thermodynamic considerations explain such results and some ways to take into account perturbing effects are suggested.     

Critical extent of reaction of a polydimethylsiloxane polymer network

A direct rheological technique was used to measure the critical time for gelation, t_c, of a well characterized polydimethylsiloxane (PDMS) polymer network. This technique is based on the observation that the gel point of crosslinking systems occurs at the instant at which the viscoelastic behaviour reduces to power-law relaxation (critical state described by the gel equation). The extent of reaction, p(t), was measured by a Fourier-transform infra-red method. The measured value of the critical extent of reaction, p_c = p(t_c) = 0.57 ± 0.01, agrees extremely well with the value predicted by mean-field theory. This agreement is an independent confirmation of the observation that power-law relaxation is a property of the polymer at the gel point.