功能化碳纳米管/聚合物复合分离膜

碳纳米管不仅具有优异的力学性质和超大的比表面积,同时具有优良的传输特性,将其添加到聚合物中制备复合分离膜,具有广阔的应用前景。通过化学改性将碳纳米管功能化,提高其在聚合物中的分散性,制备碳纳米管/聚合物复合膜。本文在介绍了碳纳米管功能化、碳纳米管/聚合物复合膜制备方法的基础上,综述了功能化碳纳米管的加入对复合分离膜亲水性、水通量、机械稳定性以及分离等性能的影响。总结了近年来对碳纳米管在聚合物膜内定向排列的研究进展及碳纳米管定向对复合膜相关性能的影响。由于碳纳米管材料的各向异性,利用电场、磁场及流场等对碳纳米管在聚合物膜内的分布进行定向,从而充分利用其优异的性能,是该类复合膜的研究方向。     

用于燃料电池的聚合物电解质膜及其改性方法

聚合物电解质膜是质子交换膜燃料电池的核心部件.目前广泛使用的全氟质子交换膜(如Nafion(R)系列)存在着价格昂贵、使用温度有限、甲醇渗透率高以及降解再生困难等缺点.对聚合物基质材料进行物理或化学改性,可以提高质子传导率、改善机械强度等性能,获得高性能、低成本的质子交换膜.从聚合物材料改性的角度,综述了燃料电池用聚合物电解质膜的制备方法和电化学性能,并对各种改性方法进行了比较.     

无定型含氟聚合物的制备及其在气体分离膜领域的研究进展

与其他含氟聚合物材料相比,无定型含氟聚合物除了具有优异的机械强度、热和化学稳定性,还具有易溶于含氟溶剂、较好的耐溶胀和耐塑性、高的自由体积、独特的气体渗透和吸附性能,使其发展成为良好的气体分离膜材料。综述了无定型含氟聚合物的种类和基本特性,重点介绍了无定型含氟聚合物的制备研究进展及其在气体分离膜领域的应用研究;展望了无定型含氟聚合物的制备研究和发展方向,并探讨了其在气体分离膜领域的发展前景。     

邻香草醛分子印迹聚合物膜的制备及其透过选择性质的研究

邻香草醛是一种常见的有机合成中间体,是医学中常用的化学试剂。分子识别是指在复杂的混合液体中能够依靠形状、大小、化学功能等特性与可统一分子互补的主体分子进行区分与结合。作为常用的化学试剂,对邻香草醛进行区分是日常工作中不可避免的问题。邻香草醛的分子印记聚合物是实现这一区分的主要途径。本文探讨利用紫外光引发原位聚合的方法制备了具有支撑膜的邻香草醛分子印记聚合物膜。用傅立叶红外光谱等仪器测定分子印记聚合物膜的结构和表面构造。通过相关实验,分子印记聚合膜在干扰物的影响下依然能够显现良好的选择性透过性能。     

稀土铽配位聚合物的合成与表征—推荐一个材料化学综合性实验

介绍一个材料化学综合性实验--稀土铽配位聚合物的合成与表征。该实验是一个科研成果转化而来的材料化学综合性实验,内容包括稀土铽配位聚合物的合成、结构表征、红外光谱、粉末衍射、热重和固体荧光性质的表征及结果分析。通过该综合性实验的教学,可以帮助学生了解新材料-稀土铽配位聚合物的合成过程、性能表征方法及性能分析,拓宽学生的专业视野,以期提高学生的科研积极性和科研主动性。     

高分子专业实验的整合与综合设计

针对高分子材料与工程专业学生不熟悉聚合物的系统研究方法问题,提出了将高分子化学实验、高分子物理实验、高分子成型加工实验整合成高分子综合性实验的设计方案。详细介绍了综合性实验的设计思路、教学目的、内容选择及时间安排,并结合"聚苯乙烯静电纺丝"和"不饱和聚酯制备玻璃钢"两个综合性实验的具体案例阐述了实验的实施流程,以聚合物的合成为起点,成型加工为过渡,性能检测为依据,体现聚合物研究的连续性与循环性。     

模板法制备纳米线的研究进展

综述了用微孔膜作膜板,通过电化学沉积,化学聚合、溶胶-凝胶沉积等方法制备金属、半导体、导电聚合物纳米线的研究进展。对纳米线的电、光、磁性能,及其潜在的应用前景作了介绍。     

锂离子电池用增强型凝胶聚合物电解质

用相转移法制备无纺布增强型聚偏氟乙烯-六氟丙烯聚合物电解质,用扫描电子显微镜和循环伏安对所制聚合物膜性能进行表征,用充放电实验和交流阻抗测试聚合物电池的电化学性质。结果表明：无纺布增强后的聚合物电解质电化学稳定窗口超过5.0 V,室温离子电导率达到2.3 mS/cm,机械强度大幅度提高,以此制备的聚合物电池阻抗降低,充放电时界面阻抗稳定,循环性能得以提高。     

超高分子量聚乙烯膜的制备

采用热致相分离方法制备了耐热、耐溶剂的超高分子量聚乙烯(UHMWPE)多孔平板膜,溶剂采用二苯醚和十氢萘.通过扫描电镜以及孔隙率等研究方法讨论了聚合物的浓度、冷却速率、粘度等因素对膜性能的影响.实验表明,选择合适的稀释剂,通过热致相分离法(TIPS)可制备性能较好的UHMWPE膜.     

阴离子交换膜的研究进展

从阴离子交换膜的制备材料、制备方法以及阴离子交换膜表面改性分析3个方面概述了阴离子交换膜的研究进展:阴离子交换膜制备材料主要有壳聚糖类、聚砜类、苯醚类以及聚氟乙烯类;阴离子交换膜最常见的制备方法,一种是从单体出发聚合成基膜然后功能基化制备阴离子交换膜,另一种以聚合物为基材,通过相转化的方法制备基膜;对当前阴离子性能的改性主要集中于抗污染性、1价和2价离子分离、机械强度、化学稳定性等性能的改性。阴离子交换膜在燃料电池、污水处理等领域具有广泛的应用,其高性能、低成本、新型、绿色环保也是当前需要大力发展的材料。     

线型聚酰胺复合膜的制备及N_2/VOCs筛分性能研究

膜材料性能在膜法治理挥发性有机物(VOCs)过程中起着至关重要的作用。研究利用直接缩合酰化反应,以2,3,6,7-四甲酸三蝶烯和3,3’-二氨基联苯胺为合成单体,制备了线型三蝶烯基聚酰胺聚合物;并通过超声溶解制成膜液,涂敷于聚砜底膜上制备出了新型VOCs截留型微孔聚合物膜。对聚合物进行了傅里叶红外(FTIR)、核磁氢谱(~1H-NMR)等表征与分析,证实了聚酰胺聚合物的合成;对聚合物膜进行了扫描电子显微镜(SEM)分析,结果显示所制备的复合膜完整无缺陷,分离层厚度为1μm。利用制备的分离膜,研究了压力、原料浓度等参数对复合膜分离VOCs/N_2体系的性能的影响,并考察了分离膜长期稳定性能。     

聚合物分离膜接枝改性技术及应用

介绍了化学、等离子体、辐射和光化学等应用于聚合物分离膜领域的接枝技术的主要特点。对接枝技术在聚合物分离膜的制备、改性、功能化和高性能化等领域的应用进行了总结。     

聚合物在离子选择电极上的应用

本文概述了聚合物膜离子选择电极的发展,制备、应用等方面的研究情况;将聚合物膜离子选择电极分为固态膜类和液态膜类,分别对其优缺点和发展前景加以分析;并讨论了聚合物在敏感膜中的作用,以及聚合物结构对敏感膜性能的可能影响。     

基于共轭微孔聚合物的二维膜材料构筑及其应用

共轭微孔聚合物(CMPs)是典型的多孔有机聚合物,具有丰富的微纳孔和结构可调控性.具有二维结构的CMPs膜材料既保留了CMPs材料的π-共轭骨架和纳米多孔结构,又兼具二维材料优异的可加工性.重点总结了近年来CMPs膜材料的制备方法,包括电化学法、界面聚合法、模板法等;同时介绍了CMPs膜材料在纳滤、分离、抑菌等领域的应用现状;最后指出宏观大尺度CMPs膜的制备技术开发及其微观结构、化学组成与性能调控是未来二维CMPs膜材料的重点发展方向.     

基于g-C3N4光催化剂的制备及其光催化降解RhB的综合化学实验教学改革与实践

将科研成果融入到综合化学实验教学中，更新教学内容，实现科教融合是提高人才培养质量的有效途径。为此，设计了一个基于g-C₃N₄光催化剂的制备及其光催化降解RhB性能的综合化学实验。此实验包含有光催化剂的制备、表征和光催化性能的测试等教学环节，体现了综合性、应用性和新颖性等特点，既能提高学生的综合实践能力，又能培养学生的创新思维和科学精神。     

不同聚合物浓度对聚醚砜微滤膜性能的影响

研究了不同聚合物浓度对浸没沉淀相转化法制备聚醚砜(PES)微滤膜的形态结构、成膜厚度、孔隙率、过滤性能、亲水性的影响。实验结果表明:随聚合物浓度的增加,铸膜液黏度增大,导致铸膜液分相固化时间较短,表面孔隙率逐渐减少,且成膜孔隙率、纯水通量及膜亲水性均在聚合物浓度为14%时呈现最佳值。     

科研成果转化为实验教学的探索-聚合物膜的制备及其性能表征

依据“科教融合,育未来科学人”的实验设计理念,选取优秀成熟的科研成果聚合物气体分离性能研究转化为本科生实验的教学内容,将高分子聚合膜的制备、结构表征及性能测试有机结合,引入大型精密仪器,采取科研论文、墙报等多种方式展示实验结果,融前沿知识和科研思维于本科生教学实践,促进学生科学思维的养成,激发其创新能力。     

聚合物膜催化接触器研究进展

对聚合物膜催化接触器的特点、所用催化膜材料及其制备方法进行归纳总结。与传统催化反应器相比,聚合物膜催化接触器具有结构紧凑,工艺及操作流程简单,催化活性、反应速率及转化率高等特点。所用聚合物膜材料分子主链和侧链具有丰富的功能基团,以便引入活性纳米粒子或基团,得到高活性的催化膜。聚合物催化膜制备方法主要有杂化法、浸渍法及化学接枝法。扩散过程为聚合物膜接触器催化反应过程的控制步骤,整个过程包括内扩散和外扩散两个步骤。文中最后提出聚合物膜催化接触器应用中存在的问题,即催化效率和使用寿命有待进一步提高;新型聚合物催化膜材料亟需开发,膜污染和催化膜失活问题亟待解决;膜催化反应动力学模型的建立和研究等关键性、基础性问题还需要更加深入地研究。     

基于科研成果的高分子科学综合实验设计——以“化学氧化法制备聚苯胺及其电化学性能研究”为例

由于气候变化和化石燃料危机,超级电容器在储能领域发挥重要作用,超级电容器电极材料的制备及性能测试是新能源材料领域的一个研究热点。结合笔者本人的科研工作及实验教学经验,将科研课题中具有创新性和教学可行性的内容引入实验教学中,设计了高分子材料综合实验——化学氧化法制备聚苯胺及其电化学性能研究。通过引入创新实验成绩考核评价体系,对实验设计思路、实验操作和数据处理能力进行考核。本实验涵盖了导电聚合物的合成、电极材料制备和电化学性能测试等诸多知识点,将本实验用于高分子材料专业本科生综合实验教学,学生可以增强创新意识和实验技能,紧跟材料发展前沿。     

磺化聚合物膜研究进展

综述了单组分磺化聚合物膜和复合型磺化聚合物膜的研究进展,其中单组分磺化聚合物膜包括直接磺化法和磺化单体法成膜以及在改性聚合物分子链中引入磺酸基团成膜,并分析了这几种膜的性能差异;复合型磺化聚合物膜包括在磺化聚合物中通过物理掺杂或化学键接等方式引入无机粒子(Si O2,Ti O2,Zr O2)、离子液体(咪唑类和季铵盐类)、杂多酸和膦酸质子导体等有机物或无机物制备聚合物膜,并分析通过掺杂不同的物质对磺化聚合物膜的性能影响。最后为磺化聚合物膜在未来的发展趋势进行了展望。