Li 盐与聚环氧乙烷复合电解质膜的电化学性能与稳定性

以溶液浇铸法合成了聚环氧乙烷-Li 盐复合物 LiClO_4·(PEO)_n 和 LiCF_3SO_3·(PEO)_n。用交流阻抗法、线性极化技术和电位扫描伏安法研究材料的电化学性能.并以热重分析法(TGA)和热变形性能(TMA)测定热化学稳定性和耐热力学性能。对于 LiClO_4·(PEO)_n 体系(n=9—23),σ_(45∶C)>10~(-5)S/cm;σ_(65∶C)>10~(-4)S/cm;LiCF_3SO_4·(PEO)_n 体系(n=9—27),σ_(65∶C)>10~(-5)S/cm,σ_(100∶C)>10~(-4)S/cm.分解电压 E_d>4.5V,热分解温度 T_d>250℃。这类材料可以作为80—120℃工作的全固态高能 Li 蓄电池的固体电解质材料。     

聚丙烯酸钠吸水树脂/聚乙烯醇/高氯酸锂聚电解质的制备与性能

制备了SPA/PVA/LiClO4凝胶电解质和固体导电膜。结果表明,LiClO4和SPA的质量分数分别为0.9%和3.5%的水凝胶电导率可达8.30×10-3S/cm;SPA、PVA、LiClO4的浓度分别为3.75g/100mL、3.75g/100mL和0.9g/100mL的水凝胶电解质电导率可达8.42×10-3S/cm,经过流延法制备的固体薄膜表面电导率为3.00×10-10S/cm,体积电导率9.8×10-8S/cm,证明固体膜具有固体电解质性能。固体膜的红外光谱分析表明PVA中的-OH基与SPA中的-COO-有氢键作用,使树脂对Li+,Na+的作用减弱,加速了Li+,Na+在弱交联网络中的络合-解离过程,提高了离子的迁移速率,从而实现了离子导电。     

聚电解质自组装膜对聚吡咯原位沉积的影响

采用聚电解质自组装膜对其体材料进行表面化学改性，通过原位聚合在基体材料上沉积聚吡咯薄膜。采用UV－Vis和SEM对聚吡咯薄膜的结构进行了表征，结果表明基体材料经聚电解质自组装膜处理后，能改变聚吡咯薄膜的结构与性能。其中聚苯乙烯磺酸钠自组装膜不仅能明显增加聚吡咯薄膜厚度和改善薄膜均匀性及其与基体材料的附着力，而且能明显改变聚吡咯薄膜的微观结构，提高其导电性。     

复合非活性相的Li0.5La0.5TiO3固体电解质的制备和性能研究

采用高温固相法合成具有高离子电导率的固体电解质Li0.5La0.5TiO3（LLTO），并以LLTO为母体，通过复合非活性第二相SiO2制得一系列不同复合量的复合电解质。对样品进行XRD、SEM分析，并应用交流阻抗技术测试其电导率。母体LLTO为存在超结构的立方晶体，30℃时晶粒电导率为8．2×10^-4S／cm。两相复合后，SiO2以无定形相析出，样品中明显存在两相，在两相之间生成含有硅元素的新相，使晶界电导率明显提高，其中，在130℃时，LLTO复合15％（体积分数）SiO2样品的晶界电导率为5．02×10^-3S／cm，相对于纯LLTO样品提高了2．4倍。     

聚两性电解质修饰聚偏氟乙烯膜的制备及抗污染性能

膜污染是膜分离技术广泛应用的瓶颈之一。文中通过自由基接枝聚合法将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)接枝到聚偏氟乙烯(PVDF)膜上构建聚两性电解质化膜表面。研究了改性前后膜表面结构和抗污染性能的变化。随着单体投料量增加,聚两性电解质的接枝率逐渐增加;接枝聚两性电解质后,膜亲水性逐渐增强,膜表面孔尺寸减小。与纯PVDF膜相比,改性膜具有较低的蛋白质吸附量;在牛血清蛋白(BSA)溶液渗透过程中,膜的不可逆污染向可逆污染转化。由于可逆污染可通过简单的纯水清洗得到抑制,改性膜具有较高的通量恢复率。这个结果证明了聚两性电解质的引入赋予PVDF膜良好的抗污染性能。     

“新型聚电解质膜和聚电解质复合膜及其应用技术”通过教育部鉴定

2005年6月29日，在京召开了由国家教育部组织的“新型聚电解质膜和聚电解质复合膜及其应用技术”成果鉴定会，该成果由清华大学化工系膜中心和北京蓝景膜技术工程有限公司共同完成，专家组主任袁权院士主持了会议，参加鉴定会的专家组成员有国内著名的膜分离技术专家刘忠洲教授等7人。     

聚吡咯/磷酸亚铁锂复合正极材料的电化学性能

通过化学氧化聚合方法制备了聚吡咯/磷酸亚铁锂(PPY/LiFePO4)复合材料,以此作为锂离子电池的正极活性物质,进行恒流充放电、循环伏安和交流阻抗测试。实验结果表明,PPY/LiFePO4复合材料具有较好的电化学性能,以0.2C放电时放电比容量可达150.8 mAh/g,20次循环之后容量为初始容量的92.5%,循环性能良好。     

基于聚乙烯醇的聚电解质渗透汽化膜的研究：（I）聚电解质的合成

以聚乙烯醇为基材合成了不同取代度的阳离子聚乙烯醇和磷酸酯化阴离子聚乙烯醇，初步研究了反应条件对取代度的影响，采用这两种材料制备了聚电解质复合物，并研究了这种复合物在水中的溶解性。     

耐海洋生物污损的卟啉铁复合多糖聚电解质高性能水凝胶膜

海洋生物污损是由有机物、细菌与多种微型动植物等黏附在海洋材料表面上形成的,这对人类从事海洋活动与资源开发产生了严重的危害。文中利用带相反电荷的壳聚糖季铵盐（HACC）与海藻酸钠（SA）电荷组装制备了多糖聚电解质复合物（PEC）水凝胶膜,由于分子间的氢键作用、静电相互作用与金属配位键作用的协同效应,该水凝胶膜具有优异的力学性能（断裂强度为8.65 MPa）。此外,进一步引入四羧基苯基卟啉铁金属簇（Fe-TCPP）复合PEC制备了Fe-TCPP@HACC/SA水凝胶膜,该水凝胶膜表现出预期优异的抑菌性能（抑菌圈直径为2.5 mm）、耐蛋白吸附性能（蛋白吸附量为28.52 mg/g）及耐硅藻黏附性能（硅藻黏附比为9.17%）,该新型水凝胶膜在海洋生物防污领域具有潜在应用价值。     

PSS／PAH聚电解质复合纳滤膜制备及其性能研究

采用LbL法在多孔PES基膜上制备了PSS／PAH聚电解质复合纳滤膜，利用SEM研究了复合膜的表面形貌，使用ATR-IR研究了复合膜在PES基膜上的生长规律，并研究了双层膜层数和组装时间对其离子截留性能的影响．研究表明，所制复合纳滤膜对不同的盐溶液的离子截留性能差异显著．如[PSS／PAH]5膜对1000mg／L的MgSO4溶液的截留率可达90％，但对1000mg／L的NaCl溶液的截留率仅为33％，故可应用于水溶液中一、二价离子的分离。     

锂离子电解液/环氧乙烯基酯树脂固态电解质的制备与性能

将具备优良化学稳定性及高电导率的双三氟甲烷磺酰亚胺锂（LiTFSI）溶于1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐（EMIM-TFSI）离子液体中制成LiTFSI-EMIM-TFSI电解液,加入环氧乙烯基酯树脂（VER）中对其进行改性。结果表明,添加了上述电解液后的锂离子电解液/环氧乙烯基酯树脂（LiTFSI-EMIM-TFSI/VER）体系可通过FTIR检测到离子液体的特征吸收峰。随着电解液含量的增加,LiTFSI-EMIM-TFSI/VER体系的孔隙率逐渐增大,沟壑与片层结构逐渐增多。这一变化有利于锂离子的传导,提高体系的电学性能,同时可在一定程度上改善树脂的塑性和韧性,提高LiTFSI-EMIM-TFSI/VER体系的力学性能。在本实验中,当电解液含量为40wt%时,LiTFSI-EMIM-TFSI/VER体系多功能性得以最好地实现。     

聚电解质层层自组装制备PV、NF膜研究进展

层层自组装作为一种新的膜制备技术已被人们应用于渗透汽化膜、纳滤膜等分离膜的研制中,主要介绍了基膜、聚电解质电荷密度、聚合物浓度、分子量、组装层数等因素对膜性能的影响以及近年来人们为提高组装效率所做的一些研究工作.     

聚电解质分散剂对Y-TZP悬浮液性能的影响

通过聚电解质聚丙烯酸铵（NH₄PAA）和聚甲基丙烯酸铵（NH₄PMAA）的合成与在Y－TZP粉体上的等温吸附实验及红外分析发现,悬浮微粒的表面状态由于聚电解质的吸附而得到改善;ζ电位测定表明,阴离子型分散剂使粉体的等电点（IEP）降低,浆料的流变性能也因为分散剂的加入而有了明显的改善．     

聚电解质改性PVDF膜及其抗蛋白质污染研究

为了提高PVDF膜的抗污染性,采用两步表面接枝聚合的方法,利用含有正电荷的季胺单体2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(DMC)和带负电荷的羧酸单体2-羧基乙基丙烯酸酯(CAA)对PVDF中空纤维微孔膜的外表面进行亲水改性.通过控制接枝反应条件得到高亲水性、高通量和抗蛋白质污染的改性膜.结果表明,聚电解质改性PVDF膜的纯水通量保持较高水平,达到912 L/[m~2·h·(0.1 MPa)],水接触角在52 s时变为0°,同时具备优异的抗蛋白质污染性能,过滤蛋白质溶液的操作压力上涨率低,膜表面污染物含量少.     

基于聚乙烯醇的聚电解质渗透汽化膜的研究(Ⅰ)聚电解质的合成

以聚乙烯醇为基材合成了不同取代度的阳离子聚乙烯醇和磷酸酯化阴离子聚乙烯醇,初步研究了反应条件对取代度的影响.采用这两种材料制备了聚电解质复合物,并研究了这种复合物在水中的溶解性.     

聚电解质/陶瓷复合膜的制备及超滤性能

采用阳离子聚电解质聚丙烯氯化铵(PAH)、聚乙烯亚胺(PEI),阴离子聚电解质聚苯乙烯磺酸钠(PSS)、聚乙烯磺酸钾(PVS),通过静电自组装技术在多孔陶瓷支撑体上制备了聚电解质分离层,并对不同条件下所制备的复合膜超滤性能进行研究.膜表面的SEM表征显示,自组装过程在支撑体表面及孔道内同时发生,并且随组装层数的增加,聚电解质层在支撑体表面的沉积状态逐渐改善.对复合膜在葡聚糖溶液中的超滤研究表明,随着组装层数,组装时间和电荷密度的增加,膜的截留率随之增加;制膜溶液的pH在两种带相反电荷聚电解质材料电离平衡常数(pKα)之间选择时,膜的截留率有最佳值.     

复合纳滤膜凝胶功能层的聚电解质特性

通过界面聚合的方法制备了以聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(PDMAEMA)为交联预聚体,以微孔聚砜膜为基膜的复合纳滤膜;研究了凝胶表层的聚电解质特性.实验表明:荷电纳滤膜的表面具有一定的疏水性.交联凝胶层的溶胀度表现出pH、外加盐浓度、温度的响应性.     

PAN-POSS接枝共聚物改性聚环氧乙烷/离子液体凝胶电解质的制备及性能

采用自由基聚合法成功合成了聚丙烯腈与笼型倍半硅氧烷的接枝共聚物(PAN-POSS),并将其引入聚环氧乙烷(PEO)/1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([EMIM][TFSI])/双三氟甲磺酰亚胺锂(LiTFSI)体系,通过溶剂挥发法制备具有自支撑性的凝胶电解质(GPEs)。采用差示扫描量热分析、热分析、拉伸测试和电化学性能测试等进行表征,研究了PAN-POSS含量对PEO基电解质结晶性能、力学性能、热稳定性和电化学性能的影响。结果表明,在PEO/[EMIM][TFSI]/LiTFSI凝胶电解质体系中,随PAN-POSS含量增加,PEO的结晶度逐渐降低,当质量分数为9%时,结晶度从初始的25.7%降至11.6%。此时,GPEs的室温离子电导率为2.87×10~(-4) S/cm,在0.1 C充电速率下,电池的容量达到130 mAh/g。PAN-POSS的添加提高了GPEs的热稳定性,热降解温度可达到380.6℃,力学性能略有下降,但是仍然达到3.3 MPa,具有良好的自支撑特性。