丙烯酸接枝邻苯二酚衍生物的二次聚合

合成了2种聚合前驱体邻苯二丙烯酸酯(o-PDA)和2-甲氧基苯丙烯酸酯(2-MOPA),分别通过与丙烯酸(AA)自由基共聚得到邻苯二丙烯酸酯-丙烯酸共聚物(O1)和2-甲氧基苯丙烯酸酯-丙烯酸共聚物(O2).产物邻苯二酚(o-DHB)-O1(质量比1∶1)和1-羟基-2-甲氧基苯(HMOB)-O2(质量比1∶1)分别在乙腈/二氯甲烷-三氟化硼乙醚体系中直接阳极氧化聚合获得交联网状共聚物P1和P2.P1和P2均可溶于DMSO,而难溶于ACN,DCM和THF等有机溶剂.通过UV-Vis,FTIR和1H NMR对交联共聚物膜的结构进行了表征.AA的引入不仅可以增加链的柔韧性,而且提高了共聚物的力学性能.而o-DHB/HMOB的引入极大地减弱了单体的聚合位阻,实现了单体的二次聚合,同时也增强了单体及聚合物的电化学活性.荧光光谱显示,得到的2种交联共聚物膜分别在415和487 nm处有较强的发射峰,表明共聚物仍具有良好的蓝色发光性能,且聚丙烯酸结构的引入并没有对聚邻苯二酚(Po-DHB)和聚(1-羟基-2-甲氧基苯)(PHMOB)产生较大的荧光猝灭作用.热重分析曲线(TGA)表明2种交联共聚物膜均具有较高的热稳定性.

可拉伸超级电容器碳基复合电极材料的研究进展

随着便携式和可穿戴电子产品的发展,人们对柔性储能设备的需求越来越迫切。常用的储能设备有锂离子电池、超级电容器等。与锂离子电池相比,超级电容器具有更快的充放电速度、更高的循环稳定性能和更大的比电容等优点。但传统的超级电容器在受到拉伸、压缩等外力作用时,存储功能难免下降甚至丧失。因此,可拉伸超级电容器引起了研究者们的关注。电极是可拉伸超级电容器的重要组成部分,人们通过制备性能优异的电极材料或设计能够抗压缩、拉伸、扭曲等高强度机械力的电极结构来提高电极的电化学性能和力学性能。碳纳米管、石墨烯、碳纤维和碳气凝胶等碳材料属于双电层电容器电极材料,它们虽然比表面积大、循环稳定性强,但仍存在低比电容、低能量密度等缺点。其中,石墨烯更是面临因堆叠团聚而导致的储能性能降低的问题。于是,人们在将碳材料与其他电极材料结合制备碳基可拉伸复合电极材料方面做了许多尝试。高比电容的赝电容电极材料、大比表面积的过渡金属硫化物或高导电性的金属纳米线,都已被发现能够与某些碳材料产生协同互补,形成的碳基复合电极在比电容、循环稳定性和力学性能方面相比单种碳电极材料有明显提高。本文在对比介绍用作可拉伸超级电容器的各种碳材料的优势与不足的基础上,综述了近年来广泛应用于可拉伸超级电容器的碳基复合电极材料的研究进展。

石墨烯基柔性超级电容器复合电极材料的研究进展

近年来,便携式和可穿戴电子设备呈现出跨越式发展,为了使可穿戴电子器件更加灵活、轻巧、智能并完全实现产品化,就需进一步探求与之匹配的具有薄、轻、柔特点的储能装置。超级电容器由于具有功率密度高、循环寿命长、机械强度高、安全性好和易于组装等优点,受到研究者的广泛关注。然而,传统的超级电容器一旦受到外力发生变形,储能特性会极大降低甚至丧失。电极材料是电容器的核心部分,因此研制出高柔韧性和储能特性出众的电极材料是有必要的。石墨烯因具有大比表面积,优异的力学、电学性能而成为用于柔性超级电容器的有吸引力的电极材料。赝电容材料可提供高比电容,但其导电性差、稳定性低,因此研究者将石墨烯与赝电容材料相融合作为电极材料,充分发挥各自优势,不仅克服了石墨烯片层间易团聚的缺点,还可提高柔性超级电容器的整体能量密度。由于二维石墨烯片层易堆叠,电子传导能力受到限制,目前更多的研究工作致力于三维多孔网状结构的石墨烯材料。本文突出介绍了石墨烯的两个重要角色:(1)与电化学活性物质复合作为活性材料;(2)作为沉积活性物质的导电柔性基体。因此,功能多样化的石墨烯在制备柔性电极中有很大的潜力。通过化学沉积、浸涂、水热等工艺将具有高电导率的石墨烯直接作为柔性基底,或与赝电容材料键合附着在柔性基体上,制备基于石墨烯的柔性电极材料。本文介绍了超级电容器的储能原理和石墨烯在柔性超级电容器领域的应用状况,着重总结了石墨烯/过渡金属氧化物、石墨烯/导电聚合物复合电极材料在柔性超级电容器方面的研究进展;解析了柔性超级电容器电极材料仍然面临的挑战,并对其未来的发展进行了展望。

Simultaneous Enhancement of Electrical Conductivity and Seebeck Coefficient of Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):Poly(styrenesulfonate)Films Treated with Urea

The thermoelectric performance of free-standing poly(3,4-ethylenedioythiophene):poly(styrenesulfonate)(PEDOT:PSS)thin films deposited from aqueous dispersion treated by different concentrations of urea are investigated in detail.The electrical conductivity,Seebeck coefficient and power factor of PEDOT:PSS films versus temperature are determined,respectively.It is found that both the electrical conductivity and Seebeck coefficient of PEDOT:PSS films are enhanced after treatment with urea.Conductivity could be enhanced from 8.16 to 63.13S-cm^(-1),the Seebeck coefficient is increased from 14.47 to 20.7μV.K^(-1)and the power factor is rises to 2.7μW.m^(-1)K^(-2)at 300K.

Pd-Au/MXene(Ti_(3)C_(2))纳米复合材料高效能电催化氧化乙醇

设计高性能、低成本的小分子醇类电化学氧化催化剂是直接燃料电池实际应用的一大挑战。利用抗坏血酸(VC)作为还原剂,有效还原钯、金前驱体盐,并与二维(2D)层状结构MXene(Ti_(3)C_(2))有效复合,制得Pd-Au/MXene纳米复合材料,并深入研究该材料在碱性条件下对于乙醇氧化反应的电化学催化性能。通过电子扫描电镜(SEM)、电子透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、光电子能谱(XPS)等技术对所得材料的结构及组成进行表征。通过循环伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)和计时电流法(I-t)对所得复合材料对于乙醇的电化学氧化催化性能进行了系统研究。结果表明,当n(PdCl_(4)^(2-))/n(AuCl_(4)^(-))=0.5/1.5时,所得复合材料表现出最优的电催化活性和最高的稳定性,远高于商业钯碳催化剂。

金-铜纳米粒子的简易制备及其对亚硝酸盐的电化学传感性能的研究

采用电化学沉积–化学置换法制备了金–铜双金属纳米粒子,通过扫描电子显微镜(SEM)和能量色散X射线光谱仪(EDX)分析了材料的微观结构与组成。同时,用该材料修饰了玻碳电极,数据显示其对亚硝酸盐具有良好的电催化活性,对亚硝酸钠检测的线性范围在0.5μM到500μM,检出限为0.16μM(S/N=3)。此外,这个修饰电极展现出高灵敏度和选择性,良好的的重现性和长期稳定性,并且易于制备。

吸附法去除水中重金属复合污染物的研究状况

随着经济、社会的快速发展,重金属污染已经成为世界上最严重的环境问题之一。在水环境中,重金属通常与其他金属或非金属污染物之间形成复合污染物。本文首先介绍了重金属复合污染物之间复杂的相互作用,简要总结了三大相互作用:竞争作用、协同作用和强络合作用对重金属去除的影响。在上述基础之上,然后对吸附法同时去除水体中重金属及其复合污染物的研究情况作了简要的综述,着重评述了各种吸附材料在去除重金属复合污染物的各项优势,包括:改性多功能化复合材料可以提高与复合污染物的作用力,磁性纳米材料易于分离等。最后就吸附法、高性能吸附材料在重金属复合物染物去除领域中的应用前景进行了分析,指出了今后的研究应侧重于重金属复合污染物的去除,并且提出了通过提高吸附剂与复合污染物的作用力从而实现污染物去除的新思路。