宋秉烨
,
李印实
,
杨卫卫
,
何雅玲
工程热物理学报
本文设计了基于无Pt电极的自呼吸式阴离子交换膜(AEM)直接葡萄糖燃料电池(DGFC),并对其性能进行了实验研究.结果表明,在室温下,自呼吸式AEM-DGFC的最大功率密度达到20.8 mW·cm-2,最大电流密度为156mA·cm-2,优于以葡萄糖为反应物的传统的微生物燃料电池和酸性直接葡萄糖燃料电池(PEM-DGFC).实验还探究了葡萄糖浓度以及KOH浓度对于自呼吸式直接葡萄糖燃料电池性能的影响,葡萄糖浓度的升高一方面会降低传质极化,另一方面会阻碍OH-的传输,增大电池的内阻.0.7 M浓度的葡萄糖使燃料电池性能达到最优最优.KOH浓度从2M升高到4M时,使得阳极的GOR速率加快,电池性能进一步提升.
关键词:
燃料电池
,
葡萄糖
,
阴离子交换膜
,
自呼吸
,
无Pt电极
伍艳辉
,
张海峰
,
谭惠芬
,
李佟茗
膜科学与技术
doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2011.01.006
碱性直接甲醇燃料电池(ADMFC)具有电极反应速率高,甲醇渗透率低的优点,阴离子交换膜是ADMFC的核心之一.以壳聚糖(CS)和环氧丙基三甲基氯化铵为原料合成季铵化壳聚糖,将其与聚乙烯醇(PVA)共混后制得一系列不同配比的季铵化壳聚糖(QCS)/聚乙烯醇阴离子交换膜,对膜的导电率和甲醇渗透系数进行了测试和分析.结果表明:季铵化壳聚糖与聚乙烯醇有较好的相容性,所制季铵化壳聚糖(QCS)/聚乙烯醇共混膜结构致密均匀,膜的吸水率和溶胀度随季铵化壳聚糖含量增大而减小,离子导电率随季铵化壳聚糖含量增大而提高,80℃时季铵化壳聚糖含量为60%的共混膜导电率最高可达2.5×10-2 S/cm.膜的甲醇渗透系数低于Nafion膜.
关键词:
季铵化壳聚糖
,
阴离子交换膜
,
导电率
,
甲醇渗透性
陈世洋
,
施周
,
李学瑞
,
邓林
膜科学与技术
基于Donnan渗析原理,采用阴离子交换膜无电压作用下分离饮用水中Cr(Ⅵ).结果表明,当原水中Cr(Ⅵ)初始浓度为1.0 mg/L,pH值为6.95,补偿溶液NaCl浓度为0.1 mol/L,原水和补偿溶液进水流量均为2.5 mL/min,膜两侧溶液搅拌强度为500 r/min,水温为25℃时,阴离子交换膜对Cr(Ⅵ)的分离去除率为86.4％.采用Na2 SO4作为补偿溶液时,Cr(Ⅵ)的分离去除效果降低.调节原水pH值至11.0时,阴离子交换膜对Cr(Ⅵ)的分离去除率下降至78.9％.提高膜两侧溶液搅拌强度,给体池中Cr(Ⅵ)更容易通过膜迁移分离至受体池中.水温由10℃升高至40℃,给体池中Cr(Ⅵ)剩余质量浓度由0.21 mg/L下降至0.12mg/L.
关键词:
唐南(Donnan)渗析
,
离子迁移
,
阴离子交换膜
,
分离去除率
徐铜文
,
吴永会
,
罗婧艺
膜科学与技术
doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2011.03.030
本研究是基于聚(2,6-二甲基-1,4-苯撑氧)(PPO)所进行的系列改性工作.PPO进行溴化,得到两种溴化度的溴化PPO(BPPO),再进行羟基化和季铵化反应,随后与小分子烷氧基硅烷进行sol- gel反应,热处理后将膜浸泡在碱液中转化为OH-型,得到两种系列的碱性阴离子交换膜.膜具有平整均一的外观形貌和良好的机械性能(4.5～12 MPa,36％～58％),膜的厚度范围为0.09～0.12 mm.水含量(WRoH)范围为62％～1450％,离子交换容量为1.6～2.2 mmol/g.膜具有良好的抗碱能力,在2 mol/L NaOH中浸泡192 h后,其IEC仍能保持在原有的82％以上.低溴化度BPPO制备的膜具有更高的抗溶胀能力,在60℃水中浸泡44 h后,溶胀度范围为117％～297％,高溴化度BPPO制备的膜有高的电导率(室温条件下为0.036～0.041 S/cm),说明所制备的碱性阴离子交换膜有潜力应用于碱性膜燃料电池领域.
关键词:
聚(2,6-二甲基-1,4-苯撑氧)(PPO)
,
杂化膜
,
阴离子交换膜
,
燃料电池
陈静
,
宋玉栋
,
周岳溪
,
王亚娥
,
李杰
膜科学与技术
研究了丙烯酸在两种不同阴离子交换膜(JAM-I-10和ACM均相膜)中的扩散特性.试验结果表明,温度和丙烯酸浓度对丙烯酸在JAM-I-10和ACM均相膜中传质的影响规律一致.当温度在15～30℃之间,传质系数随温度的升高而增大,符合阿累尼乌斯方程.当温度在20℃,酸室丙烯酸初始浓度为0.5～4.0 mol/L条件下,传质系数随丙烯酸浓度变化不大;同等条件下,丙烯酸在ACM均相膜中的传质系数明显低于JAM-I-10均相膜.
关键词:
双极膜电渗析
,
丙烯酸
,
阴离子交换膜
,
传质特性
张莹
,
吴雪梅
,
贺高红
,
焉晓明
,
张彦普
,
王俊俊
高分子材料科学与工程
以1-甲基咪唑为季铵化试剂,通过氯甲基化、季铵化、碱化等步骤,成功制备了不同氯甲基化取代度咪唑季铵化聚醚砜(PES-ImOH)阴离子交换膜.并对膜的离子交换容量(IEC)、吸水率、溶胀度和氢氧根传导率等性能进行表征.实验结果表明,当PES-ImOH膜的氯甲基化取代度(DC)为40％ ～～61％,60℃时膜具有适宜的吸水率(24％～80％),较低的溶胀度(15％ ～44％).DC为73％时,膜的IEC达到1.85 mmol/g,20℃时的离子传导率达到34 mS/cm,初始分解温度达到190℃.说明PFES-ImOH膜在碱性阴离子交换膜燃料电池方面有很好的应用前景.
关键词:
1-甲基咪唑
,
聚醚砜
,
阴离子交换膜
,
燃料电池
腊人僖
,
比嘉充
,
王苓
膜科学与技术
doi:10.3969/j.issn.1007-8924.2012.01.004
以五种不同聚乙烯醇/聚二烯丙基二甲基氯化铵配比制备了用于电透析脱盐的尼龙纤维增强的阴离子交换膜,并考察四种不同交联剂浓度的条件下对膜的性能参数:膜含水率、迁移数、膜电荷密度及膜面电阻的影响.实验结果表明:膜的含水率随聚二烯丙基二甲基氯化铵含量的增加而增加,随交联剂GA浓度的增加而降低；在wpc=30％,φGA=0.05％时阴离子交换膜的膜电阻最低,且为4.46 Ω·cm2；在wpc=30％,φGA=0.3％时阴离子交换膜的动态迁移数达到0.99；在wpc=20％,φGA＝0.3％时阴离子交换膜的膜电荷密度值为1.24 mo1/dm3.
关键词:
聚乙烯醇
,
聚二烯丙基二甲基氯化铵
,
阴离子交换膜
,
含水率
,
迁移数
林陈晓
,
张秋根
,
朱爱梅
,
刘庆林
膜科学与技术
doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2015.05.018
燃料电池具有能量密度大、转化率高、操作温度低、环境友好等优点,有望成为新能源技术中最具应用前景的绿色能源之一.燃料电池用阴离子交换膜具有分隔燃料与氧化剂并传导OH的功能,是碱性燃料电池的关键部件.阴离子交换膜在近几十年迅速发展,但仍处于初始阶段,普遍存在离子电导率低的问题.本文总结了影响阴离子交换膜离子电导率的因素,重点介绍优化离子电导率的结构调控,分析了微相分离结构与离子电导率的关系,最后提出在研究过程出现的问题.
关键词:
燃料电池
,
阴离子交换膜
,
结构
,
性能
张帆
,
王璐璐
,
王吉林
,
封瑞江
,
张扬
高分子材料科学与工程
以季铵化壳聚糖(QCS)、丙烯酰胺(AM)和Gemini型阳离子表面活性剂顺丁烯二酸二乙酯撑基双[辛烷基二甲基氯/溴化铵](G8-2-8)为原料,借助引发剂过硫酸钾(KPS)将AM与Gemini型分子引发聚合,生成嵌段聚合物.利用戊二醛(GA)将上述嵌段聚合物与QCS交联,制备具有全互穿网络结构的阴离子交换膜.结果表明,该膜具有较高的力学性能和电导率.另外,随着膜中G8-2-8质量分数的增加,电导率、含水率、离子交换量、断裂伸长率增加;拉伸强度下降.G8-2-8质量分数为20％的阴离子膜在70℃条件下,电导率高达6.56×10-2 S/cm.扫描电镜结果表明,Gemini分子引入后,膜表面致密均一,结构中没有明显的相分离现象;热稳定性测定结果表明,该膜具有良好的热稳定性能,最低分解温度高于200℃.
关键词:
季铵化壳聚糖
,
Gemini型表面活性剂
,
丙烯酰胺
,
阴离子交换膜
,
全互穿网络
