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表面修饰模式对Nafion离子选择性影响及在VRFB中的应用（英文） 被引量：1
1
作者 谭青龙 王海宁 +3 位作者 卢善富 梁大为 武春晓 相艳 《电化学》 CSCD 北大核心 2017年第4期409-419,共11页
本文采用壳聚糖-磷钨酸层对Nafion膜表面分别进行单面和双面修饰改性,研究了修饰模式对Nafion膜钒离子渗透率、电导率及离子选择性的影响.结果表明,单面、双面修饰改性均会使Nafion膜的钒离子渗透率显著降低,最高降幅分别达到89.9%(单... 本文采用壳聚糖-磷钨酸层对Nafion膜表面分别进行单面和双面修饰改性,研究了修饰模式对Nafion膜钒离子渗透率、电导率及离子选择性的影响.结果表明,单面、双面修饰改性均会使Nafion膜的钒离子渗透率显著降低,最高降幅分别达到89.9%(单面修饰)和92.7%(双面修饰);单面、双面修饰改性均会使Nafion膜的电导率下降,但存在明显差异,在相同修饰厚度条件下,双面修饰改性对Nafion膜电导率的影响比单面修饰改性更小.因此,双面修饰复合膜展示出了比单面修饰复合膜更高的离子选择性,并且在修饰层厚度为17μm时达到最大值(1.12×105S·min·cm^(-3)).基于优化的双面修饰Nafion膜的全钒液流电池,在充放电流密度30 mA·cm-2时,库仑效率和能量效率分别达到93.5%和80.7%,并在测试时间内展示出良好的循环稳定性. 展开更多
关键词 表面修饰模式 钒离子渗透率 离子选择性 全钒液流电池
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磺化双酚芴型聚醚醚酮质子交换膜的制备及其在钒流电池中的应用 被引量：2
2
作者 宋勋 贾玉婷 +3 位作者 张睫灵 宁金凤 左海燕 黄雪红 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第8期912-922,共11页
以双酚芴为结构单元合成双酚型聚醚醚酮聚合物,聚醚醚酮经浓硫酸磺化在双酚芴结构单元中引入磺化基团制备出聚醚醚酮质子交换膜(SF-PEEK)。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(~1H NMR)、热重分析(TG)、原子力显微镜(AFM)和扫描... 以双酚芴为结构单元合成双酚型聚醚醚酮聚合物,聚醚醚酮经浓硫酸磺化在双酚芴结构单元中引入磺化基团制备出聚醚醚酮质子交换膜(SF-PEEK)。用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、核磁共振氢谱(~1H NMR)、热重分析(TG)、原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)等方法对聚醚醚酮质子交换膜的结构进行表征。结果表明,磺酸基团被成功地在聚醚醚酮侧基上,SF-PEEK膜具有明显的亲水疏水微相分离形貌,磺酸基团相互聚集成形成离子通道。SF-PEEK膜离子交换容量(IEC)达到1.97 mmol/g时,其电导率达到4.15×10^-2 S/cm,略低于Nafion117膜的5.67×10^-2 S/cm,但其钒离子渗透率仅为Nafion117膜的20.1%,表现出极好的离子选择性。在钒流电池测试中,SF-PEEK膜在不同电流密度下库伦效率均高于Nafion117膜,其中IEC为1.97 mmol/g的SF80-PEEK608(80为SF的物质的量分数,608为60℃反应8 h)库伦效率在电流密度为40 mA/cm^2时达到最大值80.9%,高于Nafion117膜的78.8%。在自放电测试中,以SF80-PEEK608膜组装的电池的自放电时间为90 h,高于Nafion117膜的57 h。 展开更多
关键词 聚醚醚酮质子交换膜 钒流电池 钒离子渗透率 电导率
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磺化条件对SPEEK膜性能的影响 被引量：2
3
作者 鲁惠 姜春萍 +5 位作者 杨鑫 顾佳林 胥诚成 陈金伟 刘效疆 王瑞林 《化学研究与应用》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期689-695,共7页
本文采用浓硫酸作为磺化剂,以聚醚醚酮(PEEK)为原料研究了在25℃、35℃、40℃、45℃、50℃和55℃以及2至24h磺化时间下所获得的SPEEK膜的物理化学性质,探讨了磺化温度、磺化时间对SPEEK膜的各项性能的影响。SPEEK膜的磺化度、离子交换... 本文采用浓硫酸作为磺化剂,以聚醚醚酮(PEEK)为原料研究了在25℃、35℃、40℃、45℃、50℃和55℃以及2至24h磺化时间下所获得的SPEEK膜的物理化学性质,探讨了磺化温度、磺化时间对SPEEK膜的各项性能的影响。SPEEK膜的磺化度、离子交换容、含水率、导电率和钒离子渗透率等均随磺化温度和磺化时间的增加而呈现相同的增加趋势,而温度对膜性能的影响尤为明显。磺化温度在40℃~45℃,磺化时间在4h^6h所获得的膜综合性能最好:质子导电率达0.11S/cm,钒离子渗透率为3.2×10-7cm2/min,仅为Nafion膜(2.9×10-6cm2/min)的十分之一,选择性为2.13,是Nafion膜(0.35)的6倍。此外,膜的含水率和机械性能也适中。与常温相比,升高磺化温度,缩短了磺化反应时间,降低生产成本,提高生产效率,且所获得膜的综合性也能满足钒液流电池的应用。 展开更多
关键词 SPEEK的导电率 磺化温度 磺化时间 钒离子渗透率 选择性
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自交联型磺化聚醚醚酮质子交换膜的合成 被引量：5
4
作者 陈宇涵 黄雪红 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期410-418,共9页
以含3,3'-二烯丙基双酚A结构单元的聚醚醚酮为基膜材料,通过自由基加成反应在取代基上引入磺酸基团,合成侧链型磺化聚醚醚酮(SPEEK)质子交换膜.用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、核磁共振氢谱(1H NMR)、热重分析(TG)和扫描电子显微镜(S... 以含3,3'-二烯丙基双酚A结构单元的聚醚醚酮为基膜材料,通过自由基加成反应在取代基上引入磺酸基团,合成侧链型磺化聚醚醚酮(SPEEK)质子交换膜.用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、核磁共振氢谱(1H NMR)、热重分析(TG)和扫描电子显微镜(SEM)等方法对SPEEK的结构进行表征.实验结果表明,巯基丙磺酸被接枝在聚醚醚酮侧基上,SPEEK膜具有明显的亲水疏水微相分离形貌,磺酸基团相互聚集形成离子通道. SPEEK膜离子交换容量为2. 12 mmol/g,钒离子渗透率为1. 54×10-6cm^2/min,低于Nafion117膜的钒离子渗透率,阻钒能力优于Nafion117膜.以SPEEK-4膜组装电池的自放电时间约为130 h,长于Nafion117膜的66 h.电池充放电循环50次,SPEEK-4膜的库仑效率、电压效率和能量效率没有明显降低,显示出良好的稳定性. 展开更多
关键词 磺化聚醚醚酮质子交换膜 全钒氧化还原电池 钒离子渗透率 交联
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