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MoS2/碳纤维对电极的制备及其在DSSCs中的应用

李伟 , 孙明轩 , 何佳 , 孙善富 , 张强 , 石玉莹

材料科学与工程学报

以钼酸、硫氰酸铵和碳纤维(直径0.4mm,长8cm)为原料,采用一步水热法制备了MoS2/碳纤维对电极.利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)及X射线能谱(EDX)对MoS2/碳纤维的微观组织结构进行了表征.采用循环伏安法(CV)对MoS2/碳纤维对电极的催化活性进行了研究.光电性能测试表明,基于MoS2/碳纤维对电极染料敏化太阳能电池(DSSCs)的光电转换效率为3.26%,大于基于Pt/碳纤维电极的光电转换效率2.93%,为低成本DSSC产业化技术研究奠定了基础.

关键词: 二维层状材料 , 纳米二硫化钼 , 碳纤维 , 立体采光 , 染料敏化太阳能电池

水热法制备MoS2纳米花电极及其电化学性能

李伟 , 孙明轩 , 李芳 , 何佳 , 张强 , 石玉莹

腐蚀与防护 doi:10.11973/fsyfh-201510006

以三氧化钼和硫氰酸铵为起始原料,采用温和的水热法制备了MoS2纳米花.考察了反应温度(160~200℃)和反应时间(12~48 h)对MoS2纳米花电极化学性能的影响.利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和N2吸附-脱附曲线(BET)对样品的晶型、形貌、组分和比表面积进行了表征.结果表明,所制备的样品呈现出了花瓣状的片层结构,并有序堆垛成花状纳米球,且具有较大的比表面积(23.13m2·g-1).循环伏安测试表明,MoS2电极的催化活性优于铂电极.光电化学性能测试表明,基于MoS2对电极的染料敏化太阳能电池(DSSCs)的光电转换效率(2.44%)高于铂电极(2.33%),有望在染料敏化太阳能电池(DSSCs)电极材料方面得到应用.

关键词: 二硫化钼纳米花 , 水热法 , 电化学 , 循环伏安 , 光电转化

磺甲基化腐植酸缩聚物的合成及性能应用

张光华 , 张昕玮 , 李俊国 , 郭艺

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.04.042

以腐植酸、甲醛、对氨基苯磺酸钠、尿素等为原料,依次经过磺甲基化、缩聚反应合成了两种具有不同侧链结构的腐植酸分散剂,磺甲基化腐植酸缩聚物(简称 HBF)和磺甲基化腐植酸脲醛缩聚物(简称 HBUF)。通过对比考察了两种分散剂对陕西长煤的水煤浆的成浆性能、浆体稳定性能以及两种分散剂在煤颗粒表面的吸附性能,结果表明,具有较长侧链的 HBUF分散剂具有较好的分散降粘效果,其用量为0.45%时,长煤的最高制浆浓度达68%,两种分散剂在煤颗粒表面均呈现单分子层吸附特征,其中 HBUF吸附量大,吸附平衡常数高。

关键词: 磺甲基化 , 腐植酸 , 水煤浆 , 分散剂

聚羧酸盐SAS/MAA/APEG的制备与性能分析

张光华 , 屈倩倩 , 朱军峰 , 卫颖菲 , 王鹏 , 付小龙

高分子材料科学与工程

以烯丙基聚乙二醇(APEG),甲基丙烯酸(MAA),烯丙基磺酸钠(SAS)为单体,在引发剂过硫酸钾(K2S2O8)、阻聚剂对苯二酚作用下直接聚合得到一系列具不同侧链长度的三元聚醚聚羧酸盐分散剂.通过红外光谱、热重分析、差示扫描量热分析和凝胶渗透色谱等手段对聚合物的结构、热力学性能和相对分子质量及其分布进行了表征和分析.将其作用于长煤制浆,考察了浆体的表观黏度、流变性、Zeta电位、最大成浆浓度和稳定性,并测定和煤的接触角.结果表明,侧链长度为SAS/MAA/APEG1000(n=23)的聚羧酸盐分散剂在最佳用量为0.4%时,水煤浆最高制浆浓度可达到72%,Zeta电位由-12.6 mV变化到-53.1 mV,具有良好的润湿效果,对长煤具有更好的降粘、分散和稳定作用.

关键词: 聚羧酸盐 , 分散剂 , 烯丙基聚乙二醇 , 侧链长度

长侧链聚羧酸盐SSS/AA/MPEGAA的制备及其性能研究?

张光华 , 李元博 , 朱军峰 , 贾宇荣 , 葛磊

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2015.10.021

以丙烯酸(AA)和4种不同侧链长度的聚乙二醇单甲醚(MPEG 相对分子质量分别为350,500,750,1000)先酯化合成大单体(MPEGAA),再以丙烯酸、对苯乙烯磺酸钠(SSS)为单体,在引发剂过硫酸钾、链转移剂异丙醇作用下聚合得到4种具有不同侧链长度的聚羧酸盐分散剂.通过红外光谱(FT-IR)、核磁共振氢谱(1 H NMR)、凝胶渗透色谱(GPC)、热重分析(TG)和差示扫描量热分析(DSC)对聚合物的分子结构、相对分子质量及其热力学性能进行了表征和分析.将其作用于长煤制浆,考察了浆体的表观黏度、最佳添加用量、最大成浆浓度、Zeta电位和稳定性.结果表明侧链长度为 PC500(n=11)的聚羧酸盐分散剂降黏效果最佳,且最佳用量0.4%(质量分数)时,水煤浆最高制浆浓度可达到68%,Zeta 电位由-11.2 mV变化到-41.5 mV,对长煤具有更好的分散降黏和稳定的作用.

关键词: 聚羧酸盐 , 分散剂 , 结构表征 , 侧链长度

羧基/磺酸基含量对聚羧酸盐水煤浆分散剂性能的影响

王睿 , 张光华 , 朱军峰 , 何志琴

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.03.021

以甲基丙烯酸(MAA)、烯丙基磺酸钠(SAS)按一定比例合成了5种含有不同—COO-1/—SO3-1比值的聚羧酸盐水煤浆分散剂PMAS系列.并通过红外光谱(FT-IR)、凝胶渗透色谱(GPC)进行了表征.并将其作用于长煤制浆,在用量0.4%(质量分数)时,水煤浆浆浓为65%时,考察了浆体的表观黏度与—COO-1/—SO3-1比值的关系,在不同浓度下的zeta电位以及pH值对水煤浆应用的影响等.结果表明,当—COO-1 /—SO3-1比值为约3.238时,浆体的表观粘度最低,稳定性理想,此时浆体的zeta电位能达到-38 mV,水煤浆粘度随着pH值的增大逐渐降低,当pH值大于10时水煤浆粘度趋于稳定.

关键词: 聚羧酸盐 , 分散 , 羧基 , 磺酸基 , pH值

原始晶粒尺寸对低碳钢中铁素体动态再结晶的影响

李龙飞 , 杨王玥 , 孙祖庆

金属学报 doi:10.3321/j.issn:0412-1961.2004.02.006

采用Gleeble1500型热模拟试验机进行单轴热压缩实验,研究了4种不同原始晶粒尺寸的低碳钢在变形温度为700和600℃,应变速率为101-10-3s-1条件下的变形特性及组织演变规律,探讨了原始晶粒尺寸和热加工参数Z值对铁素体动态再结晶过程的响.结果表明:在本实验变形条件范围内,4种不同原始晶粒尺寸的低碳钢均可发生铁素体动态再结晶,原始品粒尺寸的减小,不但在恒定Z值条件下有利于动态再结晶过程的进行,而且使铁素体可以发生动态再结晶的临界Z值和发生不连续动态再结晶的临界Z值均增大.形变强化相变生成的细小铁素体晶粒在热变形时易于发生动态再结晶,只要控制好热加工参数,可以利用动态再结晶过程,进一步细化形变强化相变生成的铁索体晶粒.

关键词: 铁素体动态再结晶 , 低碳钢 , 原始晶粒尺寸 , 热加工参数Z

梳形聚羧酸盐AMPS/MAA/MAAMPEG的制备与性能研究

朱军峰 , 王佩 , 张光华 , 李俊国

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2017.05.038

以甲氧基聚乙二醇(MPEG,氧乙烯单元数为11,23)和甲基丙烯酸(MAA)为原料制得甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯化单体(MAAMPEG);再以该酯化单体、甲基丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)为原料,制得具有不同长度侧链的梳形聚羧酸盐(PC)分散剂AMPS / MAA /MAAMPEG(AMAPEG).利用核磁共振氢谱(1H-NMR)、红外光谱仪(FT-IR)、凝胶渗透色谱仪(GPC)对分散剂分子的结构、分子质量及分布进行了表征;并将其和工业分散剂萘磺酸盐(NSF)用于长煤制水煤浆,结果表明,所得目标聚合物的Mw为2×104~3×104,分子量分散系数D在约为1.3,煤质量浓度为65%时,最佳用量为0.4%,浆体粘度约为447 mPa·s,zeta电位达到-56 mV,比萘磺酸盐具有良好的润湿效果,更好的降粘分散和稳定作用.

关键词: 聚羧酸盐 , 2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸 , 甲氧基聚乙二醇 , 水煤浆 , 分散剂

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