石墨烯及其衍生物改性沥青的研究进展

石墨烯及其衍生物等新型纳米碳材料,因其优异的力学性能、巨大的比表面积和良好的导电导热性能等性质,作为纳米改性剂在沥青领域得到了重点关注,可显著提高改性沥青的高低温性能以及抗疲劳性能,有望解决传统改性沥青耐久性差的问题。本文系统总结了石墨烯及其衍生物改性沥青的最新研究进展,从石墨烯结构和表面特性的角度重点评述了石墨烯含量、层数、孔缺陷、表面化学态对沥青改性效果的影响及改性机理,同时介绍了石墨烯改性沥青的实际工程应用情况。最后针对石墨烯改性沥青性能与两者之间的相容性的依赖关系,提出了利用孔缺陷和元素掺杂石墨烯促进石墨烯在沥青中的分散及相容性的研究新策略。

具有氧空位的OV-α-Fe_(2)O_(3)/BiOCl催化剂的制备及其电化学合成氨性能

通过简单水热反应合成了α-Fe_(2)O_(3)纳米颗粒,用磁力搅拌合成了α-Fe_(2)O_(3)/BiOCl复合物,将该复合物在氩气条件下进行热处理,成功制备出具有氧空位的OV-α-Fe_(2)O_(3)/BiOCl。利用X射线光电子能谱证明OV-α-Fe_(2)O_(3)/BiOCl中含有丰富的氧空位,用恒电位法研究了该催化剂的电化学合成氨性能。结果表明,当前驱体中铁铋的物质的量比为0.67,OV-α-Fe_(2)O_(3)/BiOCl催化剂在0.1 mol/L KOH电解质溶液中具有最佳NRR性能,其氨产率和法拉第效率分别为12.31μg·h^(-1)·mg^(-1)和11.4%,具有良好的循环稳定性,有望用于电催化固氮体系。

P,Nd双掺杂MoNiO_(x)异质结电催化全解水性能研究

电解水制氢是减少二氧化碳排放,促进“碳达峰,碳中和”目标达成的有效方式。电催化剂是决定电解水效率的关键。本文合成了一种P和Nd双掺杂MoNiO x异质结构高效全解水催化剂(PMoNiNd)。研究表明:P和Nd可以调控MoNiO x的电子结构,从而优化了析氢反应和析氧反应中间体的吸附能,提高了催化剂的析氢析氧催化活性。在三电极体系下(1 mol/L KOH),所获得的此种催化剂在析氢和析氧反应中表现出较好的催化活性,在电流密度为10、100 mA/cm 2的条件下,分别所需的过电位仅为12.9、182.1 mV,107.7、328 mV。经全解水测试表明,该种催化剂具有优异的稳定性,在25 h连续稳定性测试中,电压没有明显增加,仅需1.58 V的槽压即可实现10 mA/cm^(2)的全解水反应,优于目前绝大多数全解水电催化剂的催化性能。

钯基醇氧化电催化剂的研究进展

直接醇燃料电池作为便携式电子产品的电源受到广泛关注,传统的直接醇燃料电池使用质子导电膜和铂基催化剂,存在一些问题。因此,设计使用非铂催化剂的碱性膜醇燃料电池受到格外重视。其中钯被认为是重要的铂取代材料。评论了碱性介质中醇类在Pd基电催化剂上氧化的热点问题,综述了Pd基催化材料的设计和最新研究进展及载体材料对Pd基催化剂催化氧化醇类的动力学性能、稳定性的影响及选择性氧化机理。

低温燃料电池催化剂及制备技术进展

催化剂是燃料电池的关键材料 ,研制新型催化剂和创新制备技术是降低燃料电池成本 ,实现燃料电池产业化的关键。本文详细介绍了低温燃料电池用催化剂的最新研究进展 ,对催化剂的制备技术进行了评述。

电解醇制氢(英文)

发展了利用甲醇直接电解制氢这种经济的制氢方法,实验结果表明电解甲醇制氢能够极大地降低电能消耗.此方法的新颖之处在于方法简单和成本低.将直接甲醇燃料电池膜电极作为电解装置,可以达到任何规模的要求.如果将这种电解装置与太阳能电池联用,可非常经济地制氢及氢气储存,或直接向燃料电池或其它化学工程装置供氢.

加快燃料电池产业化进程的建议

燃料电池经过 10 0多年的发展 ,世界各国都已在燃料电池的规模化生产和实际应用等方面取得了一些成果。但是 ,目前燃料电池的成本太高 ,没有商品化价值 ,从而阻碍其产业化发展。对燃料电池产业化的问题提出了一些看法和建议 ,认为降低成本是燃料电池可能商品化的主要条件 ,而降低成本的关键是材料和成型工艺。以质子交换膜燃料电池为例 ,必须通过减少用量或发现新材料而取代目前使用的催化剂、离子交换膜和双极板 ,才能大幅度降低电池的价格。由于燃料电池是一个系统工程 ,提出协同作战、联合攻关的思路 。

WO_3电变色膜的保护

ＷＯ＿３是目前研究最广泛的一种电变色材料，有广泛的应用前景。提高ＷＯ＿３膜的稳定性有很重要的实际意义。本文归纳了影响ＷＯ＿３膜寿命的因素，提出了改善ＷＯ＿３膜的稳定性的策略和保护ＷＯ＿３膜的方法。

聚苯胺膜的光电化学行为研究

本文研究了电解质阴离子、溶液pH值和氧化还原对对聚苯胺膜的光电化学稳定性、光电转换效率和正负光电流转变电位的影响情况。实验发现聚苯胺膜对过硫酸钾有很强的光电催化还原作用,这一性质可望在光电化学合成中得到应用。

质子交换膜和直接甲醇燃料电池进展

介绍质子交换膜燃料电池 (PEMFC)和直接甲醇燃料电池 (DMFC)的一些国内外新进展 ,简述这两类电池存在的主要问题及关键技术。对发展聚合物膜燃料电池提出了建议。

燃料电池用纳米催化剂的研究

催化剂是燃料电池的最关键材料之一 ,从降低成本、减少资源消耗的角度出发 ,研制高分散度、纳米尺寸颗粒催化剂有重要意义。采用原位还原的新技术制备高分散度纳米催化剂用于质子交换膜燃料电池 ,并采用扫描电镜。

快速制备高负载量高分散Pt/C催化剂的研究

一种经过优化的快速、简单、方便制备方法用于纳米Pt/C催化剂的制备,并采用比表面分析(BET)、透射电镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等分析技术对催化剂进行了表征。研究结果表明,该法可一次性快速制备贵金属负载量>40%的Pt/C催化剂,催化剂具有高比表面积、Pt粒子粒度小、分布窄(平均在3～5nm之间)的特点,并且在VulcanXC 72炭载体上高度分散。

高耐候性纳米复合外墙涂料

采用表面改性法研制了纳米复合浆料 ,并配制高耐候性纳米复合外墙涂料。介绍了该涂料的配方及其性能检测结果。试验结果表明 :在传统外墙涂料中加入纳米TiO2 和纳米SiO2 复合浆料 ,可提高涂料的综合性能。讨论了纳米复合浆料用量及其协同效应。

咔唑衍生物能带结构的电化学方法研究

有机电致发光材料能带结构的表征对于材料的优化选择和有机电致发光器件的研究非常重要。循环伏安法具有简单、操作方便的特点,被广泛地用于表征有机材料的能带结构。用循环伏安法研究了一系列咔唑衍生物的最高占有分子轨道(HOMO)能级。实验结果表明:给电子基团有利于提高咔唑衍生物的空穴传输能力;吸电子基团则会降低该类材料的空穴传输能力;而具有共轭作用的取代基的衍生物则可以作为空穴阻挡材料。这对咔唑衍生物的设计合成具有指导意义。

醇在载钯碳化钨/碳纳米管催化剂上的氧化

用交替微波法制备了碳化钨与多壁碳纳米管复合材料(WC/MWCNT),以该材料为载体制备了Pd基催化剂(Pd-WC/MWCNT),并将催化剂用于醇的催化氧化反应.结果表明,Pd-WC/MWCNT催化剂对乙醇的催化氧化活性是Pd/C催化剂的5倍.交换电流密度测量和反应活化能计算表明,Pd-WC/MWCNT催化剂对乙醇催化氧化的交换电流密度比Pd/C大两个数量级,反应活化能低一倍以上.Pd-WC/MWCNT催化剂催化氧化乙醇性能的大幅度提高是碳化钨与Pd颗粒的协同效应和碳纳米管的结构效应共同作用的结果.

聚磷腈的研究进展

介绍了聚磷腈主要的合成方法,如开环聚合、小分子单体直接聚合和室温可控聚合,综述了聚磷腈在生物医学材料、固体聚合物电解质材料、光学材料、膜材料和防火阻燃材料等主要应用领域的研究进展,并展望了其发展前景。

直接乙醇燃料电池中乙醇电氧化过程的热力学和动力学考虑

从热力学和动力学角度讨论了质子交换膜燃料电池中的乙醇电氧化过程.理论计算得出直接乙醇燃料电池比乙醇重整质子交换膜燃料电池具有较高的有效能效率.从热力学分析可知,温度低于100℃时乙醇完全氧化的最大转化率仅为14%.从动力学角度考虑,PtSn/C催化剂对乙醇电氧化具有较高的催化活性,但仍不能使乙醇发生完全电氧化.热力学和动力学分析表明,操作温度是影响直接乙醇燃料电池性能的关键因素,它对开发新型催化剂和电解质膜材料提出了新的要求.

PEMFC关键组件的研究进展

膜电极和双极板是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的关键组件。研究和开发新型的关键组件,是PEMFC实现产业化的必要条件。介绍了PEMFC关键组件的最新进展,讨论了各种材料和结构对电池性能的影响。

质子交换膜燃料电池膜电极组件及单电池的制作和运行

叙述了氢／氧（空）质子交换膜燃料电池（proton exchange membrane fuel cell，PEMFC）关键部件——膜电极组件（membrane electrode assembly，MEA）的制备和单电池组装，并且实际运行了一体化燃料电池发电系统。介绍了燃料电池的工作原理和实验内容。通过实验，使学生全面了解燃料电池的基本原理、制作过程及使用方法。

微波法制备锂硫电池正极材料硫化镍

采用微波法制备纳米球形硫化镍(NiS),并用XRD、SEM和恒流充放电测试等方法进行分析。制备的NiS样品为纯相α-NiS,粒径均匀且没有明显的团聚。用微波反应时间为60 s的样品组装扣式电池,以0.5C在1.0～3.0 V循环的首次放电比容量为535 mAh/g,第100次循环的放电比容量为409 mAh/g,容量保持率为76%。