酸化冷冻法从提钾母液中提取硼酸的最佳工艺

针对柴达木盆地某盐湖提钾后母液,以0,℃和25,℃H3BO3–MgCl2–H2O体系相图为指导,研究了酸化–冷冻提取硼酸工艺的pH、冷冻温度、冷冻时间对硼酸回收率的影响,获得老卤酸化提取硼酸的最佳工艺条件:VHCl∶V卤水=4∶125,0,℃冷冻时间3,h.结果表明,干燥后的粗产品硼酸纯度为87.3%,单次循环硼酸回收率在75%以上,经重结晶后硼酸纯度可达99%以上.

燃料电池用阴离子交换膜:基于优化离子电导率的结构调控研究

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.

哌啶阳离子功能化侧链型阴离子交换膜的制备

燃料电池因其能量转化率高、污染小等特点,成为当前的研究热点.然而,作为关键部件的阴离子交换膜仍然存在离子电导率低、耐碱性能差等缺点,这限制了燃料电池的发展.利用威廉姆森成醚反应在聚醚酮主链接枝哌啶鎓盐,成功制备了侧链型阴离子交换膜.设计的哌啶鎓盐通过长柔性亚甲基与主链相连,使膜内形成有利于高效离子传输的微相分离结构,PEKCQA-1.0膜在80℃的电导率高达72.7mS/cm.此外,哌啶阳离子基团离主链较远,减弱了对主链的吸电子作用;同时,环型结构的哌啶阳离子具有一定的空间位阻,减少了OH^-对阳离子基团的攻击,使膜表现出优异的耐碱性能.PEK-CQA-0.8膜在60℃下1mol/L KOH水溶液中浸泡360h后,离子电导率仅下降了8.8%,有望应用于碱性燃料电池.

交联型聚芳醚基阴离子交换膜的制备及性能研究

燃料电池由于能量转化率高、环境友好等优点,是最具应用前景的能量转化装置之一。阴离子交换膜作为燃料电池的核心部件,仍存在低电导、高溶胀等问题.这里,通过设计聚芳醚结构使其侧链末端含有碳碳双键,在Grubbs二代催化剂作用下进行烯烃复分解反应接枝离子基团,利用剩余不饱和双键在高温下的交联反应,制备出交联型聚芳醚基阴离子交换膜.由于亲水性侧链与疏水性主链的不兼容性,使膜内形成了有利于离子传输的微相分离结构,交联膜的最高电导率达到81.1mS/cm(80℃).此外,交联结构能有效地抑制膜的溶胀,交联膜C-FPAE-PH-1.5在30℃下的溶胀率仅为7.51%,表现出优异尺寸稳定性.C-FPAE-PH-1.5膜在60℃下1mol/L KOH水溶液中浸泡360h后,保留了93.1%的电导率,表现出优异的耐碱性能.

燃料电池用密集柔性侧链型阴离子交换膜的制备

以含氟聚芳醚为聚合物主链,通过接枝具有三功能位点的2,4,6-三(二甲氨基甲基)苯酚(TDAP)和1-溴己铵离子液体(Br-6-QA),成功制备了一系列新型的具有密集柔性侧链的聚芳醚类阴离子交换膜DFHF-TQA-x.疏水含氟主链和密集柔性侧链功能基团的引入有效促进了膜内亲水离子区域的聚集,DFHF-TQA-x膜显示出良好的微相分离结构,且在较低离子交换容量和含水率的情况下能获得较高电导率.DFHF-TQA-0.75膜在80℃下达最高电导率76.1 mS/cm,在60℃单电池测试电流密度为150 mA/cm^2时达最大功率密度80.7mW/cm^2,可适用于燃料电池.

氯化钠-四硼酸钠-水三元体系288K介稳相平衡

采用等温蒸发法研究三元体系NaCl-Na2B4O7-H2O在288K时介稳相平衡及其溶液物化性质(密度和pH),根据实验研究结果,绘制该三元体系的介稳相图和平衡溶液物化性质-组成图。研究结果表明:该三元体系有1个共饱点(NaCl+Na2B4O7.10H2O)、2条单变量溶解度曲线和2个单盐结晶区,2个结晶区分别对应为NaCl和Na2B4O7.10H2O,其中Na2B4O7.10H2O结晶区大而NaCl结晶区较小。该体系属水合物I型,既没有发生脱水现象,也没有复盐和固溶体产生。