质子交换膜燃料电池用SPTFS/PTFE复合膜研究

将磺化聚α,β,β 三氟苯乙烯(SPTFS)树脂浸入到多孔的聚四氟乙烯(PTFE)膜的孔中,制成SPTFS/PTFE复合膜用于质子交换膜燃料电池(PEMFC)。与均质膜相比通过这种复合方法降低了膜的吸水率。复合膜的电导率在10-2S/cm范围。在80℃,p(H2)/p(O2)压力比为0.2MPa/0.2MPa条件下,用复合膜组装的电池性能与Nafion 115膜组装的电池性能进行了比较。复合膜组装的电池在0.5V时的电流密度(1200mA/cm2)大于Nafion 115膜的(1000mA/cm2);在低电流密度区(小于700mA/cm2),复合膜性能低于Nafion 115膜;在高电流密度区(大于1000mA/cm2),复合膜性能明显高于Nafion 115膜。

不同EW值的sPTFS/PTFE复合膜性能研究

将两种不同EW值的聚α,β,β＿三氟苯乙烯(sPTFS)树脂浸入到多孔聚四氟乙烯(PTFE)膜的孔中,制成sPTFS/PTFE复合膜用于质子交换膜燃料电池(PEMFC).并对该复合膜的吸水率,电导率,机械强度及其装配的电池性能进行了测试.与其它均质膜相比,复合膜明显降低了吸水率,同时也降低了电导率,增加了机械强度.在电池温度为80℃,H2/O2压力为0.2/0.2MPa条件下,两种复合膜装配电池的性能优于Nofion 115膜.低EW值的复合膜电池性能优于高EW值的电池性能,但电池稳定性相对较差.

Si_(3)N_(4)/PTFE复合材料转移膜形貌与磨损率定量分析

聚四氟乙烯(PTFE)基复合材料摩擦转移膜对其摩擦学性能有着决定性影响,转移膜形貌与磨损率定量关系对PTFE基复合材料的摩擦学性能优化有重要意义。文章对Si_(3)N_(4)/PTFE复合材料转移膜膜厚与覆盖率进行定量表征并建立两者与磨损率的函数关系。结果表明:转移膜最大厚度和覆盖率均与复合材料磨损率之间有较高的拟合度,最大厚度与覆盖率在转移膜不同形貌时对复合材料磨损率的影响起不同作用;转移膜最大厚度大于0.319μm时,其最大厚度的增加对提高复合材料磨损变化起主导作用;转移膜最大厚度小于0.319μm时,覆盖率的增加对降低复合材料的磨损起主导作用。

复合材料添加剂对改性PTFE的摩擦转移膜的形成和稳定作用

采用金属铜的微米粒子和纳米粒子作为聚四氟乙烯(以下记为:PTFE)的改性添加剂,研究了改性后PTFE的摩擦学性能和摩擦转移膜的形成和稳定性。实验揭示了金属微米粒子和纳米粒子对聚合物摩擦转移膜的形成具有不同的机制,分析表明:单独使用微米添加剂或纳米添加剂在提高PTFE复合材料的摩擦学特性方面都具有各自的优势和不足。

质子交换膜燃料电池Nafion/PTFE复合膜的研究

在聚四氟乙烯 (PTFE)多孔膜内浸入Nafion 树脂 ,制成Nafion /PTFE复合膜用于质子交换膜燃料电池 (PEMFC) .该复合膜的Nafion 含量在 5 0 %左右 ,在干态和湿态时的拉伸强度及水化 /脱水过程中 ,其尺寸稳定性比Nafion 均有所提高 .在 80℃ ,H2 /O2 压力为 0 .2 / 0 .2MPa条件下 ,用 2 5 μm厚复合膜组装的电池性能优于Nafion 117膜组装电池的性能 .测量了复合膜的O2 渗透率和含水量并与Nafion

NiCo/PTFE复合膜的制备及表征

以N2H4为还原剂,采用化学镀和模板技术相结合的方法制备出NiCo/PTFE磁性复合膜。研究了磁性复合膜制备的适宜条件,利用DSC、SEM、XRD、VSM等手段对膜的结构和磁性能进行表征和测试。结果表明:在Co2+0.14 mol/L、Ni2+0.06 mol/L、NaOH 1.00 mol/L、N2H40.40 mol/L、反应温度70℃、反应时间70 min条件下制备的NiCo/PTFE磁性复合膜具有较优良的磁性能,其单位质量磁化率χm=0.16 cm3/g,饱和磁化强度Ms=83.38 Am2/kg,剩磁Mr=29.31 Am2/kg,矫顽力Hc=111.47 Oe;PTFE膜孔中及膜表面上原位生成与基膜无化学键作用的磁性Ni、Co金属粒子。复合膜具有软磁材料的内禀性能。

纳米Ni粒子/PTFE复合磁性膜的制备及表征

采用双向膜相扩散控制原位化学沉积方法,在聚四氟乙烯(PTFE)膜孔道中及膜面上原位化学沉积、生长磁性纳米 Ni 粒子,制得纳米 Ni 粒子/聚合物磁性复合膜。探讨了制备条件对复合膜磁性能的影响,并用 XRD 和SEM 等手段对磁性复合膜的结构、组成进行了表征。结果表明,复合膜膜孔中及膜表面上均有纳米级 Ni 粒子生成,且膜孔中的 Ni 粒子对复合膜磁性能具有显著影响。

磁溅射法制备TiO_2/PTFE复合膜及其性能研究

目的研究磁控溅射法在聚四氟乙烯(PTFE)微孔膜上负载TiO_2,制备TiO_2/PTFE复合膜。方法利用接触角、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、拉伸强度等对复合膜亲水性、元素、形貌和机械强度进行测试,通过控制变量法研究了溅射时间、溅射功率对膜性能的影响及对复合膜对甲基橙的降解性能。结果在溅射功率为40 W,溅射时间为90 s时,TiO_2/PTFE复合膜的亲水性和拉伸强度相对较好,甲基橙的去除率达97%,降解效果好。结论通过实验可以优化出磁控溅射的工艺参数,制备出物理性能优异,并具有较高的光催化活性的负载型纳米催化剂。

Pd-Ag/PTFE复合膜的制备及表征

本文以不同孔径的聚四氟乙烯(PTFE)为基膜,采用化学镀法分别将Ag、Pd沉积到PTFE膜孔及膜面上,制得了镀层均匀、结合力较好的Pd-Ag/PTFE复合膜,并考察了PTFE基膜孔径对镀层结合力的影响,以及化学镀工艺对金属钯沉积速率、复合膜孔结构和截面电阻率的影响。结果表明,适当的基膜孔结构有利于提高镀层结合力;PTFE膜经化学镀修饰后,孔径减小,孔径分布变窄,孔隙率降低,膜截面电阻率降低106数量级,且孔径减小顺序与截面电阻率减小顺序一致。

多孔PTFE膜基体厚度对复合质子交换膜性能的影响

以不同厚度PTFE多孔膜为基体，制备了Nafion／PTFE复合质子交换膜。SEM表明采用Nafion树脂充分填充到PTFE多孔膜中为基体，通过拉伸和溶涨实验比较了不同厚度PTFE多孔膜基体制备的复合膜的物理性能差异。电化学和单电池测试表明，PTFE多孔膜厚度为15μm时，制备的复合膜性能最好，在600nA／cm^2时输出电压为0．664V，优于同条件下的美国杜邦的Nafion111膜。

PTFE-PDMS／PVDF复合膜制备及其渗透汽化性能

制备了以聚偏氟乙烯PVDF超滤膜为底膜的聚四氟乙烯PTFE超细粉体填充聚二甲基硅氧烷PDMS复合膜,并用于氯仿水溶液体系的渗透汽化。采用SEM和接触角分析研究了膜结构及表面性能。研究了PTFE:PDMS质量比、料液流速、料液浓度对渗透汽化性能的影响;采用串联阻力模型分析了渗透汽化氯仿水溶液的传质过程。研究表明,填充PTFE提高了PDMS膜渗透汽化性能;流量大于200 mL min 1时渗透汽化传质阻力主要由膜阻力控制;在流速低于200 mL min 1时,浓差极化产生的氯仿传质边界层阻力最大可达膜阻力的29倍。

PVDF/PTFE双层复合驻极体膜的制备及压电性

基于利用PTFE优异的电荷储存性能，诱导和稳定PVDFβ相的形成以提高复合材料的压电性的思想，采用旋涂工艺和电晕放电方法制备了PVDF/PTFE复合驻极体压电膜，借助压电系数和表面电位测量相结合的方法，研究了制备工艺对复合膜驻极体性能的影响，并结合XRD衍射分析，研究了结晶形态与压电性的关系．结果表明复合膜d33压电系数最高达75pC/N，明显优于PVDF单层膜，其原因与复合膜电荷存储能力的提高及复合膜PVDF微晶中β相含量的增加有关．

钢件表面纹理方向对SiO_2/PTFE复合材料摩擦转移膜的影响

文章考察了SiO2/PTFE复合材料与45钢组成摩擦副的摩擦磨损性能,研究了对偶件45钢表面3种不同纹理方向对SiO2/PTFE复合材料的摩擦学性能以及转移膜的影响。结果表明:对偶件表面的纹理方向对SiO2/PTFE复合材料摩擦转移膜有明显影响,45°纹理方向更有利于转移膜的形成,且形成的转移膜最好;摩擦副在具有较好转移膜的情况下表现出较好的减摩和耐磨性能。

PTFE/TiO_2复合膜光催化降解水中罗丹明B研究

以P25 TiO_2为催化剂、聚四氟乙烯乳液(PTFE)为粘结剂,采用辊压法制备了PTFE/TiO_2复合膜催化剂,并对其进行了SEM和XRD表征。结果表明:TiO_2与PTFE乳液的质量比为4:1时其表面最为平整且分布着均匀的空隙。此外,PTFE的引入并没有改变TiO_2的晶相结构与衍射峰强度。另外,随着光照时间的延长,PTFE/TiO_2复合膜催化表面·OH自由基产生量呈线性增加,且Rh B分子在553 nm处特征吸收峰强度逐渐降低。经过150 min光照后,Rh B的光催化降解率达到87%。连续重复使用14次之后,PTFE/TiO_2复合催化膜的光催化效率仅下降2%左右,这表明其可能在废水深度处理领域得到实用化应用。

两步法制备TiO_2/(PTFE+石墨)微弧氧化复合膜层及其摩擦磨损行为

目的提高钛合金钻杆的耐磨性能。方法先对钛合金钻杆表面进行微弧氧化处理,然后再对微弧氧化层进行(PTFE+石墨)复合处理,得到(PTFE+石墨)复合膜层。利用扫描电镜(SEM)观察Ti O_2/(PTFE+石墨)复合膜层的表面形貌,通过能谱(EDS)分析膜层元素的含量,用X射线衍射(XRD)分析复合膜层的相组成,用多功能摩擦磨损试验机测试膜层的摩擦磨损性能,并利用三维显微镜(白光干涉仪)观察微弧氧化层磨损后磨痕的三维形貌。结果PTFE和石墨进入钛合金微弧氧化层的微孔中,并在表面形成薄薄的一层PTFE+石墨复合涂层。膜层中主要含有Ti、O、Si、Al、P、V、C、F等元素,其中碳和氟质量分数分别达到9.96%和25.53%。XRD分析结果表明,Ti O_2/(PTFE+石墨)复合膜层中除了锐钛矿型Ti O_2和金红石型Ti O_2外,还含有PTFE和石墨。Ti O_2/(PTFE+石墨)复合膜层的摩擦系数为0.19,磨痕宽度和深度分别为210μm和1.5μm,相对耐磨性达到18.73。复合膜层的磨痕没有明显的铧犁沟,磨痕比较平整。与TC4钛合金基体相比,Ti O_2/(PTFE+石墨)复合膜层的耐磨性得到了明显提高。Ti O_2/(PTFE+石墨)复合膜层的磨损以磨粒磨损为主,伴有粘着磨损。结论采用两步法对钛合金进行Ti O_2/(PTFE+石墨)复合处理后,可有效提高钛合金的耐磨性能。

PTFE复合膜的SARS防护及透湿机理的研究

讨论了PTFE复合膜防护机理及透湿影响因素.结果表明,PTFE薄膜和聚醚酯涂层对病毒防护起重要作用,微孔膜厚度、空隙率和孔径等结构参数对透湿影响小,但聚醚酯涂层的影响较大.采用PTFE复合膜对SARS等病毒具有较好的防护效果.

FEP和多孔PTFE复合膜铁电驻极体的压电性及电荷动态特性

报道了将致密的FEP和多孔PTFE交互层叠在一起，采用热粘合的方法制备出具有孔洞结构的聚合物复合膜，然后经电晕极化处理使该复合膜成为铁电驻极体。最后用准静态方法测量该铁电复合膜的压电系数d33，并通过热刺激电流放电（TSD）电流谱和等温衰减研究了FEP和多孔PTFE复合膜铁电驻极体的电荷动态特性。结果表明：该复合膜的压电系数d33可达200～500pC/N，在0～12kPa的压强范围内呈现出良好的线性，并且在90℃下老化160min后仍保持在原来的43％且趋于稳定；FEP和多孔PTFE复合膜铁电驻极体电荷在热激发脱阱后复合途径主要有2种：一种是沿着固体介质的表面迁移与异性电荷复合，另一种是穿过固体介质层与异性电荷复合。在低温区（7512附近）前者占优，高温区（120℃附近）后者占优。

新型驻极体滤材-多孔PTFE/PP复合膜的电荷储存稳定性

作者讨论了具有优异宽温区特性的多孔PTFE和多孔PP复合膜的电荷储存稳定性.工作在常温常湿条件下的这类多孔复合膜呈现优异的电荷储存稳定性;与传统的驻极体过滤材料聚丙烯无纺布相比,它的疏水性和电荷热稳定性都有显著的改善.作者还讨论了这类复合膜优异电荷储存能力的结构和驻极体根源.该研究结果对驻极体空气过滤器在较宽温区的应用提供了一定的理论和实验依据.

PTFE颗粒对齿轮钢锰系复合磷化膜性能的影响

以齿轮钢作基体制备锰系复合磷化膜,研究磷化液中PTFE颗粒质量浓度对磷化膜的微观形貌、耐蚀性、耐磨性及PTFE颗粒质量分数的影响。结果表明:PTFE颗粒起物理填充作用,对磷化膜的晶粒形态、尺寸及结合状态无影响。随PTFE颗粒质量浓度从0.015 kg/L增至0.09 kg/L,锰系复合磷化膜中PTFE颗粒质量分数先升后降,耐蚀性和耐磨性均明显提高而后下降。当PTFE颗粒的质量浓度为0.06 kg/L时,复合磷化膜中PTFE颗粒质量分数最高,达9.24%,大量PTFE颗粒弥散分布在晶粒表面和晶粒间隙,可有效阻挡腐蚀介质侵蚀,在摩擦界面形成一层固体润滑膜,起较好减摩作用。该锰系复合磷化膜更适合作表面改性层,大幅度提高齿轮钢制件表面的耐蚀性和耐磨性。

TC4钛合金阳极氧化及其PTFE复合涂膜耐摩擦磨损性能研究

研究了TC4钛合金阳极氧化及与PTFE制备的复合涂膜的耐摩擦磨损性能,结果表明,采用恒电位阳极氧化法,在H2 SO4电解液体系中影响TC4钛合金氧化多孔膜孔径尺寸、均匀性及膜厚的主要因素是H2 SO4浓度、氧化电压和温度;时间对膜孔影响较小,氧化到一定时间后膜厚不再增大;当H2 SO4浓度为0.5~0.8 mol/L、电压120~130 V、温度-5~5℃条件下,氧化120 min,膜厚约为12μm,孔径约150~400 nm,膜孔分布均匀;试验结果表明,钛合金阳极氧化-PTFE复合涂层摩擦系数约为0.22,而TC4钛合金基体摩擦系数约为0.44,比钛合金基体降低了约50%,磨损量比TC4钛合金基体降低约70%,显著提高了自润滑减摩、耐磨性能.