磷酸插层氧化石墨烯强化膜质子传导特性研究

实验采用改进后的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),在片间插层磷酸后进而制得磷酸插层氧化石墨烯(PGO),通过流涎法将GO和PGO填充到磺化聚醚醚酮(SPEEK)基质中制备复合质子交换膜,系统测定分析了复合膜的物化特性和质子传递特性.实验结果表明:所制备的复合膜在290℃下具有良好的热稳定性;无水条件下,PGO的加入在膜内形成了高效质子传递通道,显著提升了复合膜的质子传递能力;在150℃下,SPEEK/PGO-50的质子传导率达7.92 mS·cm^(-1),是SPEEK空白膜的5.7倍、SPEEK/GO膜的4.6倍.

磷酸在GO插层阶段的功能化调控及机理

针对氧化石墨烯(GO)制备过程中插层阶段的调控及机理研究对GO功能化应用于电极材料具有重要的研究意义.本文在改进Hummers法的基础上,向H_(2)SO_(4)插层剂中加入不同体积的H_(3)PO_(4),制备了不同氧化程度的GO.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等表征手段,分析了不同氧化程度的GO的微观形貌、元素组成、氧化程度,以探究H_(3)PO_(4)在插层石墨过程中的作用机理;并采用循环伏安法(CV)和交流阻抗法(EIS)对不同H_(2)SO_(4)/H_(3)PO_(4)体积比下的GO进行电化学性能测试,分析了H_(3)PO_(4)对GO电化学性能的影响,以达到调控石墨的插层氧化从而提升GO导电性的目的.结果表明,单一的H_(2)SO_(4)使GO基面上的邻位二醇过度氧化造成孔洞,H_(3)PO_(4)的加入会扩大石墨层间距,使氧化剂更易进入石墨层间,并与1,2-二醇反应生成环状结构以起到保护基面的作用,从而提高GO的导电性.H_(3)PO_(4)作为辅助酸会协助H_(2)SO_(4)制备基面更加完整且氧化程度更高的GO,但其酸性较弱,不可完全代替H_(2)SO_(4)在氧化过程中的作用.

α-ZrP层状纳米片的插层制备及其摩擦学性能研究

以层状α-Zr(HPO_(4))_(2)·H_(2)O(α-ZrP)为前驱体,采用间接插层法合成十二烷基三甲基溴化铵(DTAB)插层DTAB-ZrP材料,利用XRD和电镜分析手段对DTAB-ZrP晶体结构和形貌进行表征,采用FT-IR、TGA和CHN元素分析仪对DTAB-ZrP样品的有机物基团和有机物含量进行分析。采用流变仪和四球摩擦磨损试验机研究固体添加剂DTAB-ZrP对锂基脂流变性能和摩擦学性能的影响,借助3D光学表面轮廓仪、扫描电子显微镜和X射线能量色谱仪对摩擦副表面的磨痕进行表征分析。结果表明:DTAB-ZrP样品具有良好的结晶度,作为锂基脂固体添加剂改善了基础脂的黏弹性和黏温性能;在不同载荷和长时间运行下,含DTAB-ZrP锂基脂均表现出优异的承载力、减摩和抗磨性能。磨损表面化学元素分析显示,在摩擦过程中DTAB-ZrP在摩擦副表面形成了物理保护膜。

磷酸酯阴离子插层水滑石作为纳米润滑添加剂的研究

利用尿素分解法制备了镍铝基水滑石(LDH)纳米材料,然后采用离子交换法对其进行了磷酸酯插层修饰,成功合成了二丁基磷酸酯阴离子插层水滑石(LDH-DBP)和二异辛基磷酸酯阴离子插层水滑石(LDH-OBP)纳米材料.通过傅立叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪、热重和透射电子显微镜对所制备纳米材料的化学组成、晶体结构及颗粒形貌进行了分析表征.采用SRV-IV摩擦试验机研究其作为PAO-4的润滑添加剂的摩擦学性能,试验结果表明:磷酸酯阴离子插层修饰的水滑石纳米添加剂可显著提高PAO-4在高载荷(200 N))条件下的摩擦学性能,其减摩抗磨机理可归于水滑石纳米材料的片状吸附和磷酸酯摩擦化学反应的协同作用.

一种用于染料敏化太阳能电池的插层磷酸锆复合凝胶电解质

介绍了一种新型的应用于染料敏化太阳能电池的插层磷酸锆复合凝胶电解质。磷酸锆通过插层反应使其层间距增大到2．04nm，然后加入到聚氧化乙烯（PEO）凝胶中得到复合凝胶电解质。插层磷酸锆的添加极大地提高了电解质在常温下的离子电导率和离子扩散系数。由该凝胶电解质组装的染料敏化太阳能电池获得了6．61％的光转化效率（AM1．5G100mw·cm^-2 25℃）。