Ceramic and polymeric solid electrolytes for lithium-ion batteries

Lithium-ion batteries are important for energy storage in a wide variety of applications including consumer electronics, transportation and large-scale energy production. The performance of lithium-ion batteries depends on the materials used. One critical component is the electrolyte, which is the focus of this paper. In particular, inorganic ceramic and organic polymer solid-electrolyte materials are reviewed. Solid electrolytes provide advantages in terms of simplicity of design and operational safety, but typically have conductivities that are lower than those of organic liquid electrolytes. This paper provides a comparison of the conductivities of solid-electrolyte materials being used or developed for use in lithium-ion batteries.     

Dimethyl ether as alternative fuel for CI engine and vehicle

As a developing and the most populous country in the world, China faces major challenges in energy supply and environmental protection. It is of great importance to develop clean and alternative fuels for internal combustion engines. On the basis of researches on DME engine and vehicle at Shanghai Jiaotong University in the last twelve years, fuel injection, combustion, performance and exhaust emissions of DME engine and DME vehicle are introduced in this paper. The results indicate that DME engines can achieve high thermal efficiency and ultra low emissions, and will play a significant role in meeting the energy demand while minimizing environmental impact in China.     

基于双硫键和氢键协效的高性能自修复聚氨酯脲的研制

为解决自修复弹性体同时具有优异的力学性能和自修复性能的矛盾,首先将原料胱氨酸（CYS）进行甲酯化得到含双硫键的二胺扩链剂胱氨酸二甲酯（CDE）,然后以聚四氢呋喃醚二醇（PTMG）为软段,异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）和CDE为硬段,固定摩尔比为1∶3∶2,采用两步法制备了自修复聚氨酯脲（SH-PUU）弹性体,并对SH-PUU进行了红外光谱测试、拉曼光谱测试、力学性能测试、自修复性能测试、划痕修复微观形貌观察、应力松弛和动态力学性能测试。实验结果表明：SH-PUU的软段和硬段的玻璃化转变温度分别为-38.5℃和77.6℃,微相分离程度较高,SH-PUU具有良好的力学性能,拉伸强度为13.6MPa,断裂伸长率达531.3%;同时SH-PUU具有高效的自修复能力,试样在经过80℃修复2h后,基于拉伸强度的自修复效率达到97.1%,SH-PUU的力学性能和自修复性能达到较好的平衡。SH-PUU的高自修复能力是由动态双硫键和氢键协效增强引起的,其通过加热方式的自修复机理为：SH-PUU中的动态双硫键在80℃发生可逆交换反应,SH-PUU中的氢键在低于100℃时会重新形成。     

微波对不同插层剂插入高岭石的作用与比较

用X射线衍射和红外光谱研究在微波辐照下不同种类的插层物插入高岭石层间的效果。结果表明：微波对大偶极距、小分子物质,如二甲亚砜(dimethyl sulphoxide,DMSO)的插层反应具有相当明显的促进作用,当DMSO插层率为82．2％时,微波辐照可使插层时间从通常的几天缩短到1h。同时,实验也表明,微波对醋酸钾、尿素等物质的插层促进作用相当微弱,其原因是微波对各种插层物、水以及高岭石的热效应与非热效应综合作用的结果。     

AA／AMPS／DMDAAC共聚物钻井液降粘剂性能评价

对丙烯酸（AA）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）和二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）共聚物钻井液降粘剂在钻井液中的降粘性能进行了室内评价,并利用IR对共聚物进行了表征,借助热分析考察了共聚物的热稳定性。研究结果表明,该降粘剂可以显著降低钻井液的粘度和切力,加入0．5％降粘剂的淡水基浆,高温降粘率可以达到92．1％,并且具有较好的抑制性和抗盐、抗钙性能。     

疏水缔合AM／AMPS／MJ-18三元共聚物的合成

采用反相乳液聚合法,以丙烯酰胺（AM）、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（AMPS）、十八烷基二甲基烯丙基氯化铰（MJ-18）为原料,合成了疏水缔合AM／AMPS／MJ-18三元共聚物,考察了反应条件对乳液稳定性、单体转化率、共聚物特性粘数及抗盐性的影响。确定了最佳合成条件：反应温度25℃,过硫酸铵／亚硫酸氢钠引发剂加量（以水相质量计）0．15％,Span-80／Tween-80复配乳化剂加量（以油相质量计）6％,油水体积比1：1,体系pH值7～9,单体总加量（以水相质量计）50％,其中疏水单体MJ-18含量0．6％。     

甲醇气相脱水制二甲醚本征动力学研究

在温度240℃～360℃、压力0.1MPa～1.0MPa、液体体积空速0.9h-1～8h-1的条件下,在等温积分反应器中,研究了甲醇在CNM-3催化剂上脱水生成二甲醚的本征动力学,并考察了操作条件对甲醇转化率的影响。实验结果表明,随着温度的升高,甲醇转化率上升,当温度高于320℃时,甲醇转化率开始下降;压力的变化对甲醇转化率的影响不大;随着空速的增加,甲醇转化率逐渐降低。根据实验测定数据,应用参数估值方法,得到了幂函数型本征动力学方程,残差分析及统计检验表明,该动力学模型是适宜的。     

铜-水滑石型催化剂在草酸二甲酯加氢反应中的应用

采用共沉淀方法制备Cu-Al、Cu-Mg-Al、Cu-Zn-Al水滑石作为草酸二甲酯加氢制乙二醇新型催化剂,并经XRD和IR进行了表征。在压力为2.0 MPa,氢酯摩尔比50:1,氢气体积空速3 000h~(-1),反应温度180～210℃条件下,草酸二甲酯加氢制乙二醇催化剂的评价结果表明,Cu-Mg-Al水滑石催化剂具有优良的催化性能,草酸二甲酯的转化率高达99.5%,选择性为100%;另外,Cu-Zn-Al水滑石催化剂也同样显示出良好的催化活性,草酸二甲酯的转化率及乙二醇的选择性分别达到93.8%和97.5%,远高于浸渍法制备的Cu/SiO_2、Cu/Al_2O_3(Cu 20%)为催化剂。     

基于阳离子改性的四氧化三铁的结构与性能优化

为提高空气气氛下阳离子改性的四氧化三铁(Fe_3O_4)的结构与性能,进一步优化了聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)改性的Fe_3O_4的制备工艺。利用X射线衍射仪、粒度分析仪、透射电子显微镜、振动样品磁强计等进行表征与测试,研究了利用化学共沉淀法制备Fe_3O_4纳米粒子的过程中,PDDA在Fe_3O_4晶粒成型的不同阶段进行改性对最终产品质量的影响。结果表明:当PDDA在Fe_3O_4晶粒成型后直接进行改性,其包覆厚度适宜,包覆率约为2.01%;包覆外观均匀,表现为Fe_3O_4纳米粒子均匀分散于PDDA中;得到的磁性复合纳米粒子磁性最强,可高达3.47×10~5A/m。     

生物质气一步法合成二甲醚化学平衡分析

对生物质基合成气合成二甲醚反应体系进行热力学参数计算.选取CO、CO2加氢合成甲醇及甲醇脱水生成二甲醚为独立反应,CO、CO2、二甲醚为关键组分,提出了合成气合成二甲醚的计算模型.讨论了温度、压力对生物质气合成二甲醚化学平衡的影响.结果表明:CO平衡转化率、DME平衡收率随温度的升高而下降;随压力升高,CO平衡转化率、DME平衡收率增加.