木质素在高分子领域中的应用

木质素作为植物中蕴藏量仅次于纤维素的高聚物,是一种廉价易得、储量丰富、环境友好的可再生天然资源,但至今仍没有被充分利用。本文回顾了国内外木质素在高分子领域应用的一些探索性研究,主要介绍木质素制备木质素酚醛树脂胶粘剂、合成聚氨酯、与环氧化合物聚合以及与烯类单体接枝共聚等研究进展。这些研究虽然取得一些成果,但要把木质素作为高分子工业的基本原料之一加以利用尚有较大距离。人们越来越认识到,设法降低木质素分子的多分散性和提高反应活性可能是取得重大进展的关键所在。

改性木质素磺酸盐/丙烯酸酯共聚乳液的制备

木质素磺酸盐(LS)是亚硫酸盐制浆工艺的副产物,利用马来酸酐和丙烯酰氯分别与其反应进行改性,在分子中引入双键,然后在乳液中与丙烯酸酯单体接枝共聚,得到木质素基接枝共聚物,研究后发现,原LS与单体比为1∶5时,LS转化率仅为25.1%,接枝效率为26.3%,接枝率为129.5%;而采用马来酸酐和丙烯酰氯改性后的LS时,其木质素转化率分别为81.2%和83%,接枝效率达71.8%和72.6%,接枝率达378.3%和341.4%。改性产物的结构和共聚乳液的粒子形态分别用IR和TEM进行研究。

H_2S/CO_2共存环境下管道内腐蚀研究进展

研究了H2S/CO2共存环境下管道内腐蚀过程中的影响因素,如H2S/CO2比率、含水率、温度、流速等。其中最为重要的就是H2S/CO2比率,H2S/CO2比率不同生成的腐蚀产物就不同,相应的对基体的保护程度也就不同。而含水率则是通过影响液体的乳化形式来影响管道腐蚀速率,当液体由油包水型乳状液变为水包油型乳状液时管道的腐蚀速率大大增加。温度一方面通过影响保护膜的生成另一方面是改变反应的活化能,从而进一步影响腐蚀速率。然而两者共存下的腐蚀研究仍停留在实验的基础上,还未形成十分系统、完善的理论体系。最后介绍了油气集输系统中的几种防腐措施,特别是耐腐蚀钢在防腐蚀领域的应用,值得注意的是铬元素的加入大大增强了钢的耐腐蚀能力,但发生点蚀的风险也大大增加。

氧化石墨烯对钛合金表面水润滑性能的影响

利用环境友好的氧化石墨烯优异的减摩抗磨性能来改善钛合金表面的摩擦学行为。制备了多层并具有晶状结构的氧化石墨烯,系统研究了氧化石墨烯对钛合金表面水润滑性能的影响。利用原子力显微镜、Raman和XRD研究了所制备氧化石墨烯的微观结构和成分。采用UMT-2型摩擦磨损实验机和三维光学轮廓仪研究了钛合金在不同润滑条件下的摩擦学性能。研究结果表明:与纯水溶液和含石墨粉的水溶液相比较,钛合金在以氧化石墨烯作为添加剂的水润滑条件下的摩擦系数最低,磨痕也最浅。这可能是因为氧化石墨烯在水溶液中具有良好的分散性,而且氧化石墨烯独特的层状结构使其具有低的剪切力,从而有利于改善其水润滑性能。

交联剂含量对碱性阴离子交换膜性能的影响

通过紫外光引发聚合的方法制备了碱性阴离子交换膜,通过万能试样机、热重分析仪和电化学工作站研究了碱性阴离子交换膜的机械性能、热稳定性和电导率,并考察了交联剂对二乙烯基苯的含量对碱性阴离子交换膜性能的影响。实验结果表明交联剂的含量对碱性阴离子交换膜热稳性几乎没有影响;随着交联剂含量的增加,碱性阴离子交换膜的弹性模量和抗张强度逐渐增大,但是阴离子交换膜的吸水率、溶胀度和电导率逐渐降低。通过控制交联剂的含量可以很好地调节碱性阴离子交换膜的综合性能,当交联剂质量分数为4%时,碱性阴离子交换膜的抗张强度为13.6MPa,弹性模量为449MPa,30℃时电导率达到3.3×10-2S·cm-1,这些实验结果表明该类碱性阴离子交换膜具有很好的应用前景。

聚苯并咪唑/两性离子修饰氧化石墨烯复合质子交换膜的制备与表征

合成了两性离子修饰的氧化石墨烯（ZC-GO）,以聚苯并咪唑（PBI）为基体,ZC-GO为质子载体制备了PBI/ZC-GO复合质子交换膜,由于对氧化石墨烯（GO）表面进行了修饰,使得改性石墨烯形成了疏水-亲水结构.测试了复合膜的FT-IR、SEM、吸水率、离子交换容量和质子电导率等性能.结果表明：该质子交换膜具有良好的热稳定性和较高的电导率,在100％相对湿度,80℃时,复合膜（ZC-GO含量为10％）的电导率达到2.2×10-2 S/cm.与纯的PBI膜相比,PBI/ZC-GO复合膜的吸水能力显著提高;其甲醇渗透率为（3.16～7.23）×10-7 cm2/s,虽然与纯PBI膜相比稍有增加,但仍大大低于Nafion膜的甲醇渗透率,有望应用于直接甲醇燃料电池中.

论常州市建设知名高等院校的必要性

大学、特别是名牌大学,对于一座城市、地区或国家的经济、文化、文明的发展推动是显著的。长三角常州地区基础教育实力较强,而高等教育的规模和层次却与常州在全国重要经济城市的地位不很相称。常州要在未来十多年里率先建成创新型城市,必须加快建设自己的名牌大学。

高校专利战略平台构建及其社会服务探讨

高校是专利创新的生长点与辐射源,高校专利战略实施的好坏,不仅影响高校科技实力的提升,还关系到国家专利战略的实施,综合国力的提高。因此构建高校专利战略平台,有利于加速高校技术成果的转移,促进技术成果产业化、规模化,同时针对企业个性化的要求和发展的需要,提供全面有效的知识产权服务工作。

石墨烯增强锂基脂的摩擦学性能（英文）

由于其特殊的结构和良好的物理化学性质,石墨烯作为一种环境友好的润滑添加剂而备受关注。通过溶液剥离法合成了石墨烯。利用包括拉曼光谱仪和X射线光电子能谱仪等在内的多项先进技术对所制备的石墨烯进行了表征。通过一系列研磨/均化步骤将所制备的石墨烯添加剂均匀地分散在锂基润滑脂中。利用摩擦试验机和非接触式干涉显微镜研究所制备锂基润滑脂的摩擦学行为。研究结果表明:与纯锂基润滑脂和添加石墨的锂基润滑脂相比,添加石墨烯的锂基润滑脂提供了更好的摩擦学性能,具有更低的摩擦系数和更少的磨损量。与纯锂基润滑脂相比,含有石墨烯的锂基润滑脂润滑的表面的磨损量减少了68%~83%。此外,其中含有0.015wt%和0.02wt%石墨烯的锂基润滑脂润滑的表面具有最低的磨损量。这些优点归因于石墨烯的层状结构和在油脂中良好的分散性。

燃料电池用纳米改性聚苯并咪唑阴离子交换膜的制备

以环氧氯丙烷和1–甲基咪唑为原料制备新型离子液体(IL),以IL为原料对氧化石墨烯(GO)进行表面修饰制备离子液体功能化氧化石墨烯(IL–GO),以IL–GO为添加剂制备基于含氟聚苯并咪唑(FPBI)复合膜。研究了IL–GO的含量对复合膜的热稳定性、力学强度、离子电导率、离子交换容量(IEC)、吸水率、溶胀度和耐碱性等性能的影响。研究结果表明,复合膜的IEC、离子电导率和拉伸性能都随着IL–GO含量的增加而增大,当IL–GO含量为30%时其拉伸应力和拉伸弹性模量分别达到77.5 MPa和1.95 GPa,在80℃下,其最大离子电导率可达72.3 m S/cm,然而复合膜的热稳定性并没随着IL–GO含量的增加而改变。FPBI/IL–GO复合膜具有良好的稳定性,该系列阴离子交换膜有望在碱性阴离子交换膜燃料电池中得到应用。

基于双核咪唑盐阴离子交换膜的制备与表征

采用两步法合成了双核溴化1-乙烯基-3-(6-(1-丁基咪唑))己基咪唑盐[VBIm HIm][Br]2,并通过1H-NMR对[VBIm HIm][Br]2的化学结构进行了表征;然后将[VBIm HIm][Br]2与苯乙烯、丙烯腈混合均匀后,通过紫外光引发聚合,得到碱性阴离子交换膜。通过傅里叶变换红外光谱对阴离子交换膜的结构进行了表征,并系统对膜的吸水率、溶胀度、热稳定性、力学性能及电导率等进行了研究。研究结果表明,该类阴离子交换膜降解温度达到300℃,[VBIm HIm][Br]2含量为10%的阴离子交换膜25℃时的吸水率为96%,溶胀度只有44%,拉伸强度为38. 32 MPa,最大断裂伸长率可达26. 37%;在80℃时,其离子的电导率可达22 m S/cm,该类阴离子交换膜有望应用于碱性阴离子交换膜燃料电池领域。

多重响应性石墨烯主客体超分子聚合物

通过β-环糊精(β-CD)修饰的氧化石墨烯(GO)与离子液体(IL)型不对称双客体(包含二茂铁(Fc)和双(三氟甲基-磺酰基)基团)之间的主客体相互作用,制备了具有多重响应的石墨烯超分子聚合物。这种超分子聚合物具有LCST行为,并利用温度、电氧化还原反应实现了可逆的澄清-浑浊溶液相变转变。由于IL双客体的固有导电特性,所以在施加电压进行电氧化还原控制时无需添加额外的支持电解质。

石墨烯微片水性散热涂料的性能研究

采用溶剂剥离法制备了石墨烯微片,方法简单成本低且环保,适合大规模工业化生产.以制得的石墨烯微片为导热填料,水性环氧树脂和水性聚氨酯为成膜物质制备水性散热涂料,利用红外成像仪和导热系数仪分析其导热散热性能,并测试了散热涂层的机械性能.结果表明,当散热涂层中的石墨烯微片质量分数为15%时,其导热系数可达到0.97 W·m-1·K-1,在55℃和85℃的热源下涂层分别降温7℃和9℃.通过SEM形貌断面图发现随着石墨烯微片的加入使得散热涂层形成了一种有利于热量传递的“岛”—“岛”网络,当含量达到20%时因为团聚现象显著而导致散热效果下降.此外,该散热涂层具有良好的机械性能,应用价值佳.

聚苯并咪唑／改性聚环氧氯丙烷阴离子交换膜的性能

通过缩聚法制备了含氟聚苯并咪唑(FPBI),以1–甲基咪唑和聚环氧氯丙烷为原料,制备了咪唑盐修饰的聚环氧氯丙烷(Im PECH),并通过溶液浇铸法制备了FPBI/Im PECH复合膜。系统地研究了复合膜中Im PECH含量的不同对复合膜的力学性能、热稳定性、离子电导率、离子交换容量(IEC)、吸水率、溶胀度等性能的影响。研究结果表明,随着Im PECH含量的增加,复合膜的吸水率、溶胀度、IEC、离子电导率逐渐增加,依然能够保持良好的力学性能和热稳定性。FPBI/Im PECH复合膜在80℃下最高电导率达到55.74 m S/cm,并展示了优异的耐碱性,该复合阴离子交换膜有望在碱性阴离子交换膜燃料电池中得到应用。

环糊精铜与ε-聚赖氨酸自组装磨砂剂的制备与表征

环糊精双核铜(Cu2-α/β-CD)与ε-聚赖氨酸(ε-PL)自组装微晶作为生物降解的磨砂材料可用于个人护理产品中。Cu2-α/β-CD和ε-PL在水溶液中先配位再自组装成不太规整的棒状晶体,最后通过离心分离得到目标物。通过SEM、XRD及TG对材料的形貌、晶体结构和热稳定性进行了表征。结果表明,添加苯丙氨酸或酪氨酸到自组装体系中可以让晶体的形貌更规整和尺寸更大。而色氨酸的加入可以得到花瓣状晶体。所有微晶在水溶液中都稳定,但pH小于1时易分解。作为磨砂材料,自组装材料具有合适的硬度和抗压强度,能增强摩擦性能。此外,生物材料组成的微晶易降解,制造过程更加环保。

质子型离子液体/功能SiO_2复合高温质子交换膜的制备与表征

通过正硅酸四乙酯水解制备了粒径约为70nm球形SiO_2纳米粒子,合成了1-甲基-3-[(三乙氧基)丙基]咪唑氯化物(离子液体),并对SiO_2纳米粒子进行表面修饰得到离子液体表面修饰的功能SiO_2(Im-SiO_2)。以苯乙烯、丙烯腈为基体材料、以质子型离子液体为质子导体,通过掺杂Im-SiO_2制备复合高温质子交换膜。通过扫描电子显微镜、热重分析仪和电化学工作站研究了质子交换膜的微观形貌、热稳定性和电导率,并考察了Im-SiO_2的含量对质子交换膜性能的影响。研究发现,复合质子交换膜的最高电导率可达10-2 S·cm-1。Im-SiO_2的掺杂对质子交换膜的热稳定性影响不大,但适量Im-SiO_2的掺杂有助于提高质子交换膜的导电性能以及保离子液体的能力。这些结果表明该类复合质子交换膜是高温质子交换膜燃料电池理想的隔膜材料,具有很好的应用前景。

烷基磺酸蒽醌电解质的合成及其在液流电池中的应用

分别以1,2-二羟基蒽醌、2,6-二羟基蒽醌和1,4-二羟基蒽为原料与丙烷磺内酯反应,合成了3种烷基磺酸基蒽醌[1-羟基-2-氧丙烷磺酸基蒽醌(1,2-AQPSH_(2))、2,6-二氧丙烷磺酸基蒽醌(2,6-AQDPSH_(2))和1-羟基-2-氧丙烷磺酸基蒽醌(1,4-AQPSH_(2))]。研究了3种烷基磺酸基蒽醌在1 mol/L NaCl水溶液中的溶解性及其在中性条件下的氧化还原性质。选取溶解性最好的烷基磺酸基蒽醌(1,4-AQPSH_(2))作为阳极电解质,与2,2,6,6-四甲基哌啶醇(4-OH-TEMPO)阴极电解液搭配使用,以Nafion212作为离子交换膜,组装了中性水系有机氧化还原液流电池单电池,该液流电池的开路电压约为1.0 V,在60 mA/cm^(2)电流密度下进行循环性能测试,电池的能量密度为68%,库仑效率为97%,电压效率为69%,经过75个充放电循环测试后电池的放电容量没有明显的降低,表明1,4-AQPSH2在该体系下运行具有良好的稳定性。这些结果表明1,4-AQPSH_(2)作为中性水系有机氧化还原液流电池阳极电解液具有很好的应用前景。

基于含氟聚苯并咪唑/磺化壳聚糖复合质子交换膜的制备与表征

通过磺化反应在壳聚糖(CS)上引入磺酸基团制得具备良好质子传导能力的磺化壳聚糖(SPCS)。以含氟聚苯并咪唑(FPBI)为基体材料,通过掺杂磺化壳聚糖制备得到FPBI-SPCS复合质子交换膜。研究了SPCS的质量分数对复合膜的机械性能、热稳定性、吸水率、溶胀度、质子电导率等性能影响。结果表明,复合膜的质子电导率随着SPCS质量分数的增加而增加,但是吸水率、溶胀度却随着SPCS质量分数的增加而下降,复合膜依然能够保持良好的机械性能和热稳定性。FPBI-SPCS复合膜在80℃下最高电导率达18.52 m S/cm,有望在质子交换膜燃料电池中得到应用。

磺化聚醚醚酮/聚偏氟乙烯复合膜的制备及其性能

合成了磺化聚醚醚酮(SPEEK),以溶液浇铸法制备了磺化聚醚醚酮/聚偏氟乙烯(SPEEK/PVDF)复合膜。详细表征了复合膜的微观形貌、电导率、机械性能等,以SPEEK/PVDF20和SPEEK膜组装的全钒液流电池,并对其性能进行了对比研究。结果表明,PVDF的添加能够有效降低复合膜的吸水率、溶胀度和钒离子渗透率,同时有效提高复合膜的弹性模量和拉伸强度。以SPEEK/PVDF20组装了全钒液流电池,电池的库伦效率为87.35%,电压效率为85.76%,能量效率为74.91%,其综合性能优于纯SPEEK膜组装的电池。

基于聚苯醚的哌啶盐型阴离子交换膜的制备与表征

以聚苯醚(PPE)和N-溴代丁二酰亚胺为原料,合成了不同溴化度的溴化PPE(Br-PPE),并进一步用哌啶盐(1–甲基哌啶)对Br-PPE进行功能化修饰,采用溶液浇铸法制备了基于哌啶盐的阴离子交换膜(Pip-PPE膜)。详细研究了Pip-PPE膜的离子交换容量(IEC)、吸水率、溶胀度、热稳定性、力学性能、电导率及耐碱性。结果表明,随着溴化程度的增加,Pip-PPE膜的IEC、吸水率、溶胀度、电导率和断裂伸长率都增大,而拉伸强度和拉伸弹性模量都减小,在80℃时,Pip-PPE-20膜和Pip-PPE-40膜的电导率分别为66.11 m S/cm和78.26 m S/cm。Pip-PPE膜具有良好的热稳定性。在室温下,Pip-PPE-20膜和Pip-PPE-40膜在2 mol/L的KOH溶液中连续浸泡15 d后,表现出优良的耐碱性,其电导率保持率都在97%以上。