石油化工高等学校学报
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基于冠醚改性脱乙酰甲壳素制备燃料电池用阴离子导电膜
年海歌, 郑旭莹, 高慧, 辛海, 王吉林
石油化工高等学校学报    2024, 37 (2): 66-72.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2024.02.009
摘要52)   HTML1)    PDF (1880KB)(10)    收藏

在碱性条件下,借助三氯甲烷(CHCl3)将醛基引入二苯并?18?冠?6(DB18C6)中,制得二甲酰基二苯并?18?冠?6(DDB18C6);以DDB18C6与可溶性脱乙酰甲壳素(CTS)为原料,利用Schiff反应合成了小分子冠醚质量分数递增的接枝冠醚CTS膜,将其命名为C a ?CTS膜(a=m(DDB18C6)/m(C a ?CTS膜));将C a ?CTS膜于碱液中进行离子交换,C a ?CTS膜通过氧空穴结构吸附K+,进而制得C a ?CTSK膜;对各阶段的样品膜进行了结构表征和性能测试。结果表明,随着冠醚接枝度的增加,CTS的热稳定性得到改善;当a=0.20时,C0.20?CTSK膜的接枝度可达43.91%,吸水率可达168.6%,IEC为1.38 mmol/g;在温度为70 ℃的条件下,C0.20?CTSK膜的电导率可达46.8 mS/cm;冠醚的接枝引入改善了该系列膜的耐碱稳定性;C a ?CTSK系列膜在6 mol/L的 KOH溶液中浸泡480 h,电导率降低幅度仅为4.0%。

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聚乙二醇改性冠醚功能化聚砜阴离子交换膜的制备及表征
徐亚宁, 闫佳宁, 王璐璐, 王吉林
石油化工高等学校学报    2024, 37 (1): 59-65.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2024.01.008
摘要136)   HTML7)    PDF (3046KB)(67)    收藏

为了实现聚砜基阴离子交换膜(AEMs)高离子导电性和良好的耐碱性,采用绿色环保的方法制备了氯甲基化聚砜,并以氨基冠醚为交联剂,以氨基冠醚络合的金属离子和三乙胺为阳离子基团,制备了三乙胺和氨基冠醚质量分数不同的冠醚功能化聚砜膜(PSF?CE X ?QA1-X )。通过将低分子质量的聚乙二醇(PEG)引入PSF?CE X ?QA1-X )中,探究了PEG对膜性能的影响。结果表明,亲水PEG的存在有助于膜中离子通道的形成;与PSF?CE X ?QA1-X 相比,PSF?CE X ?QA1-X ?PEG的电导率和耐碱稳定性均得到了提高;在温度为80 ℃时,PSF?CE0.1?QA0.9?PEG的电导率为56.78 mS/cm,耐碱性测试后其电导率可维持初始电导率的85%。此外,PSF?CE X ?QA1-X ?PEG还具有良好的尺寸稳定性和热稳定性。

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基于植酸框架构筑燃料电池用阴离子导电膜
刘盈汐, 王吉林, 王璐璐, 曲志强
石油化工高等学校学报    2023, 36 (1): 74-80.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.01.010
摘要264)   HTML9)    PDF (1883KB)(154)    收藏

在聚乙烯醇聚合物基质中原位引入植酸、甲醇、水、九水合硝酸铬和N,N?二甲基甲酰胺的混合液(植酸与九水合硝酸铬形成具有立体结构的金属有机框架结构),以戊二醛为交联剂,将聚乙烯醇聚合物交联为网状结构,由此构筑一系列内部含有基于植酸构筑的多孔金属有机框架结构(MOF)及适合燃料电池使用的阴离子导电膜(MOF@PVA);通过调节阴离子导电膜中Cr3+的质量分数,对其结构及性能进行优化。结果表明,制得的导电膜形貌平整均一,内部含有大量可供OH-迁移和涵养水分子的孔结构;导电膜的电导率、含水率、机械性能均随着Cr3+质量分数的增加而增加。其中,当m(Cr3+)/m(导电膜)=0.012时,导电膜的电导率最高,为24.9 mS/cm;导电膜在80 oC、3 mol/L NaOH溶液中浸泡168 h后,电导率仅下降8%。

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基于金属有机框架构筑的阴离子交换膜溶胀性能研究
马钰, 王璐璐, 王吉林
石油化工高等学校学报    2021, 34 (3): 24-30.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2021.03.005
摘要308)   HTML    PDF (1827KB)(105)    收藏
在阴离子交换膜燃料电池工作过程中,OH-的传输需借助水分子作为媒介,因此在阴离子交换膜的性能中,吸水性能是除电导率以及耐碱稳定性以外的一项重要指标,同时也是阴离子交换膜改进研究的重点。制备了两种基于金属有机框架(MOFs)材料构筑的复合膜用作阴离子交换膜,并对其晶体结构和形貌分别进行了XRD、SEM表征;对其含水率、溶胀度、溶胀动力学以及机械性能进行了详细的测试和分析。结果表明,两种复合膜的含水率、溶胀度以及机械性能存在明显差异,同时尽管两种膜的溶胀动力学行为均满足Schott二级溶胀动力学方程,但是由于添加的两种MOFs材料的功能不同,导致两种复合膜表现出不同的溶胀行为。
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乙烯裂解燃料油组成及焦化行为研究
张云桐, 岳 琳, 王嗣钰, 陈文艺, 王吉林
石油化工高等学校学报    2015, 28 (4): 22-26.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2015.04.005
摘要824)      PDF (1392KB)(594)    收藏
对乙烯裂解燃料油进行了基本性质和四组分分析, 并采用n - d - M 法进行了结构组成分析, 结果表明, 乙烯裂解燃料油中芳烃、 胶质和沥青质含量较高。同时, 在焦化中试装置上, 考察了常压、 5 0 0℃条件下乙烯裂解燃 料油的焦化产物分布, 以及在混合进料中掺炼比对产物分布和性质的影响。结果表明, 随着乙烯裂解燃料油掺炼比 的增加, 液体产物中汽油和蜡油馏分收率减少, 而柴油馏分和焦炭收率增加。与工业生产装置相比, 在乙烯裂解燃 料油掺炼比为2 0%时, 所得汽油馏分密度变化不大, 硫含量和实际胶质含量略有增加; 中间馏分( 2 0 0~3 5 0℃) 的初 馏点与干点变化不大, 但密度有所增大, 实际胶质含量下降; 石油焦中的挥发分和灰分含量增加, 水分和硫含量明显 下降。说明掺炼2 0%乙烯裂解燃料油, 对焦化所得产物的性质影响不大。
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交联QCS/PS阴离子交换膜的制备及表征
李晓楠,封瑞江,王吉林,封辰,邱辉
石油化工高等学校学报    2013, 26 (1): 1-5.   DOI: 10.3969/j.issn.1006396X.2013.01.001
摘要494)      PDF (2130KB)(478)    收藏
以壳聚糖(CS)为原料,2,3飊环氧丙基三甲基氯化铵为醚化剂,通过亲核取代反应,将季铵基团引入壳聚糖主链,制备季铵化壳聚糖(QCS)。采用阳离子季铵盐十六烷基三甲基溴化铵和引发剂过硫酸钾,通过乳液聚合法合成了聚苯乙烯(PS)微乳液。以QCS为膜的基本原料,掺杂了适量的PS微乳液,以戊二醛为交联剂,制备了一系列的QCS/PS阴离子交换膜。用傅立叶变换红外光谱(FT飊IR)表征了样膜的结构,考察了PS微球和戊二醛含量对 QCS/PS膜的吸水性和离子交换量等性能的影响。结果表明,交联剂的加入可有效抑制QCS膜的形变,在PS微球质量分数为35%时,随着交联度的增加使溶胀度从68.5%降低到25.8%,但同时降低了QCS/PS膜的离子交换量。而PS微球却提高了QCS/PS膜的离子交换量,溶胀度也略有降低。因此当交联度为5%、PS微球质量分数为35% 时,含水率为65%,IEC为4.89mmol/g,二者都达到了稳定的趋势,能够优化QCS/PS膜的整体性能。
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