Robust proton exchange membrane for vanadium redox flow batteries reinforced by silica-encapsulated nanocellulose

High ion selectivity and mechanical strength are critical properties for proton exchange membranes in vanadium redox flow batteries. In this work, a novel sulfonated poly(ether sulfone) hybrid membrane reinforced by core-shell structured nanocellulose (CNC-SPES) is prepared to obtain a robust and high-performance proton exchange membrane for vanadium redox flow batteries. Membrane morphology, proton conductivity, vanadium permeability and tensile strength are investigated. Single cell tests at a range of 40–140 mA cm⁻² are carried out. The performance of the sulfonated poly(ether sulfone) membrane reinforced by pristine nanocellulose (NC-SPES) and Nafion® 212 membranes are also studied for comparison. The results show that, with the incorporation of silica-encapsulated nanocellulose, the membrane exhibits outstanding mechanical strength of 54.5 MPa and high energy efficiency above 82% at 100 mA cm⁻², which is stable during 200 charge-discharge cycles.     

某污水处理厂MBR膜系统改造与运行管理

某污水处理厂设计规模为10万t/d,采用AAO+MBR工艺,设计出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A标准。由于运行时间较长,MBR运行系统存在产能下降、膜丝断丝脱落、污堵和清洗频次以及强度增加等问题,严重影响正常生产运行。针对MBR系统运行中存在的问题,文中提出具体改造建议,并总结运行经验,进一步优化MBR膜系统的运行维护管理,为其他污水厂MBR膜系统运行问题提供解决思路和维护管理经验。     

ZSM-5沸石膜用于生物油的脱水分离及其再生过程研究

在水热条件下通过无模板剂法合成了连续的ZSM-5沸石膜，并将其用于生物油的渗透汽化以进行高效脱水分离。ZSM-5沸石膜在强酸性、多组分的生物油体系中保持了很好的化学稳定性和优异的分离选择性，但在分离过程中面临着较强的膜污染问题，导致了膜通量的大幅下降。ZSM-5沸石膜的再生研究表明，膜的渗透通量随着再生温度的升高而逐渐提高。当再生温度为220℃时，ZSM-5沸石膜的渗透通量可以恢复至初始的88%。再生的机理研究表明，ZSM-5沸石膜中大量的晶内孔在生物油体系中极易被污染，从而导致渗透通量迅速下降；而相对较大的晶间孔却难以被完全堵塞，水分子在被污染的ZSM-5沸石膜中主要通过晶间孔进行渗透。上述结果表明，通过合理调控ZSM-5沸石膜的晶间孔的数量和尺寸大小可有效提升ZSM-5沸石膜在生物油中的渗透汽化脱水分离性能。     

硫酸根对离子膜电解工艺影响及处理

离子膜电解工艺中,硫酸根的影响有:硫酸根易与钙离子结合,降低氯气纯度,降低电解槽电流效率。提出去除硫酸根的方法有:钡法,钙法,碳酸钡法,树脂吸附法,膜法,以及膜法+冷冻结晶法。     

纳滤膜的污染成因及防止技术研究

结合科学实验研究成果分析了纳滤膜无机污染、有机污染和微生物污染三种主要污染的机理。首次提出了动态有机污染模型理论,并就纳滤膜污染的防止提供了一些有效可行的技术处理方案,为纳滤膜的推广应用提供参考。     

Electro-organic synthesis without supporting electrolyte: Possibilities of solid polymer electrolyte technology

The application of ion exchange membranes as solid polymer electrolytes (SPE) in fuel cells is state-of-the-art. This technology needs no supporting electrolyte; consequently it can be applied for electro-organic syntheses in order to save process steps. In this case the process is not predetermined to a maximized energy efficiency so that the selection of the cell design, of the electrode materials and of the operating conditions can be focused on a high selectivity of the electrode reactions. The electro-osmotic stream, which is caused by the solvation shells of the ions during their migration through the membrane, and hence is a typical property of SPE technology, has a significant effect on the electrode reactions. It generates enhanced mass transfer at the electrodes, which is beneficial for reaction selectivity. It can be influenced by the choice of, and possibly by the preparation of, the membrane. An additional remarkable advantage of SPE technology is the exceptional long durability of oxide coated electrodes. By combination of several process engineering methods stable operation of SPE cells has been realized, even for examples of non-aqueous reaction systems. Experiments up to 6000 h duration and in cells of up to 250 cm² membrane area show the potential for industrial application.     

多晶硅衬底上的RF MEMS开关

在微机械开关与硅IC工艺设计和兼容方面进行了改进,获得了一种可与IC工艺兼容的RFMEMS微机械开关.采用介质隔离工艺技术把这种RFMEMS微机械开关制作在绝缘的多晶硅衬底上,实现了与IC工艺兼容;采用在金属膜桥的端点附近刻蚀一些孔的优化方法,降低了RFMEMS微机械开关的下拉电压.用TE2 819电容测试设备测试开关的电容,测得开关的开态电容、关态电容和致动电压分别为0 32 pF、6 pF和2 5V .用HP875 3C网络分析仪对RFMEMS微机械开关进行了RF特性测试,得出RFMEMS微机械开关在频率1 5GHz下关态的隔离度为35dB ,开态的插入损耗为2dB ,用示波器测得该开关的开关     

CA／PAN中空纤维血浆分离膜的结构与性能

本研究以CA及PAN的共混溶液,通过干-湿法纺丝制取中空纤维,利用共混高聚物各组分在凝固剂中相分离速度的差异,形成具有稳定结构的中空纤维孔膜,该膜用于分离血液中的血浆成分具有良好效果。讨论了成型条件及添加剂等对膜结构、性能的影响,用SEM及图相分析仪、MAP压汞仪及DSC等分析手段,对膜的微孔结构、形态、孔尺寸及中空纤维膜的血浆通量和水通量等进行了系统的考查。     

Si基膜片型气敏传感器微结构单元的热学性能

微结构气敏传感器由于其微型化、低功耗、易阵列化和易批量生产等优点而受到国内外研究者的广泛关注。利用微机电系统（MEMS）加工技术，制备Si基膜片型微结构单元，并分析其热学性能。这种单元工作区温度为-300℃时，加热功率约75mW；并且膜片工作区的热质量很小，温度可以于毫秒量级的时间内，在室温和450℃之间调制。利用这种微结构单元，可以在温度调制方式下，研究气敏薄膜的电学特性和敏感机理。     

软X射线对血液有形成分表面电荷的影响——2、淋巴细胞和血小板膜电荷的变化

软X射线不仅能引起红细胞表面电荷的变化,同时也能导致淋巴细胞和血小板表面电荷下降,表现为照射后它们的电泳率下降。低剂量范围内,这种电荷的变化是暂时性的,照后4小时降到最低点,24小时后恢复到对照的水平。细胞电泳率的下降与辐射剂量相关。淋巴细胞是一个复杂的细胞群,正常状态下,按细胞在电场中泳动速度的快慢,可分为两个组分:快峰为T细胞,慢峰为B细胞。软X射线照射以后,T和B细胞的电泳率皆减慢,频数分布峰值下降,离散度加大。血小板成分单一,电泳率较一致。 从照射浓集的血小板再加回自身血浆中电泳率的下降较照射血浆再加到血小板中的电泳率下降大得多;受照射的血小板在磷酸缓冲液中电泳率下降较在血浆悬液中严重得多;2000 rad照后,悬浮于血浆中的血小板电泳率能恢复,而悬浮于磷酸缓冲液中则不能恢复,三个方面来看,血浆中可能存在抗辐射因子。超氧化物岐化酶能有效地预防血小板电泳率的下降,从而可阻止血小板的凝聚。