直接甲醇燃料电池用有机-无机杂化质子交换膜研究进展

介绍了直接甲醇燃料电池用有机-无机杂化质子交换膜的研究目的和意义,综述了杂化膜的种类、制备方法、结构与性能和质子传输机理,展望了杂化膜的研究方向。     

磺化聚苯并咪唑/磺化聚醚砜酸碱复合质子交换膜的制备与表征

为提高膜的尺寸稳定性和阻醇性能,以磺化聚苯并咪唑(S-PBI)与高磺化度聚醚砜(ABPS)两种聚合物为原料,采用溶液共混的方法,制备了系列酸碱复合质子交换膜。研究了复合膜的甲醇溶胀性、吸水率、甲醇渗透系数、质子传导率随S-PBI含量的变化规律。研究表明,随着S-PBI含量的增加,膜的阻醇性能和尺寸稳定性明显提高;同时,复合膜具有较好的质子传导率,有望应用于直接甲醇燃料电池。     

油气采输行业对高温FBE涂层的新需求

传统熔结环氧粉末涂层(FBE)的玻璃化温度(Tg)通常110℃,主要用于最高操作温度95℃的管线。为满足全球对石油及天然气不断增加的需求,油气开采不断向深海领域延伸。但随着开采的延伸,采出的重原油具有更高的出口温度及高黏度特性,需要输送管道具有更高的操作温度(110~140℃),这对FBE防腐涂层提出了更高的要求。深海开采时管线操作温度较高,要求FBE具有更高的玻璃化温度以保障对管道的有效防腐。此外,油井管内防腐、高温蒸汽回注以及长输高温管线都需要FBE涂层具备更高的玻璃化温度以保证整体性能。本文阐述了各严酷应用环境中对高温FBE涂层的要求,同时总结了目前已商品化的高温FBE涂层,以期对国内环氧粉末企业拓展产品类型与应用领域提供借鉴。     

湿热历史对环氧粉末涂料固化时间及热特性的影响

环氧粉末的固化时间及热特性是三层结构聚乙烯防腐层（ 3PE）涂敷时工艺设置的重要参数,准确的固化时间数据是确保各层之间形成最佳结合的关键。本研究选取了 6种典型环氧粉末样品,研究了固化后涂层不同存放环境及后处理方式对环氧粉末涂层固化时间及固化后热特性的影响。研究发现固化时间测试时涂层用水淬冷后,放置周期及存放环境对固化涂层热特性测试结果会产生一定的影响,甚至可能会得出错误的结果,从而影响对粉末涂料固化时间的准确判断。通过对各样品不同放置周期、不同干燥处理方式的对比测试,发现随着涂层在潮湿环境下放置时间的增加,玻璃化温度的变化值（ ΔTg）在逐渐增大,但将涂层在一定温度下进行加热除湿处理后,又可以得到与淬冷后立即进行测试时相当的结果。由此可见,固化涂层样品长时间放置过程中水分子由表面扩散至涂层内部引起涂层塑化,进而导致涂层玻璃化转变温度降低,可能是影响固化时间及热特性测试的关键因素。     

CO2电催化还原产合成气研究进展

CO₂电催化还原产合成气是通过CO₂资源化利用实现碳中和的有效途径之一，但仍存在过电位高、选择性差、难以精准调控合成气组成比例等问题。本文综述了CO₂电催化还原产合成气的催化剂研究进展，包括金属催化剂、金属配合物催化剂、金属氧化物及硫化物催化剂、金属单原子催化剂以及非金属催化剂等；进一步地，概述了H型电解池、连续流电解池、固体氧化物电解池以及膜反应器电解池等电化学反应池特征。在此基础上，总结了提升CO₂电催化还原产合成气效率的有效策略，包括阳极反应耦合、双活性位催化剂结构设计以及催化剂多级形貌调控等。最后探讨了CO₂电催化还原产合成气领域未来的发展方向：通过机器学习辅助催化剂设计筛选；结合多尺度模拟理解电化学界面过程；利用原位表征技术探究反应机理等。     

基于微孔聚四氟乙烯的复合质子交换膜

研究了基于微孔聚四氟乙烯（PTFE）的复合方式,通过将自制ABPSH40树脂——N,N-二甲基乙酰胺溶液流延在用液相介质表面处理法改性过的聚四氟乙烯微孔膜表面上,制得了均匀的ABPSH40/PTFE 增强复合质子交换膜。采用扫描电镜（SEM）观察复合膜的表面及断面形态,采用气相色谱仪（GC）测定了复合膜的甲醇渗透性,利用交流阻抗（AC）测定了膜的质子传导率。结果表明,ABPSH40树脂在复合膜内分布均匀,而且PTFE膜微孔填堵充分;复合膜具有优越的尺寸稳定性,较低的甲醇渗透率和接近Nafion膜的质子传导率,和ABPSH40均质膜进行比较后的优点明显。ABPSH40/PTFE 增强复合质子交换膜可望成为一种直接甲醇燃料电池用质子交换膜。