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FeCl3/APS复合氧化剂对乳液法制备聚苯胺电化学性能及其结构的影响

马利 , 黎小锋 , 罗来正

功能材料

首次采用三氯化铁(FeCl3)和过硫酸铵(APS)为复合氧化剂,在乳液聚合体系中制备了十二烷基苯磺酸掺杂的聚苯胺(PANI),同时以碳纸负载PANI为工作电极,通过循环伏安(CV)和Tafel曲线测试方法,探讨了FeCl3与APS的摩尔比(n(FeCl3)/n(APS))及复合氧化剂与苯胺的摩尔比(n(compositeoxidant(cod))/n(An))对乳液法制备PANI电化学性能的影响;并通过对PANI的电导率热稳定性、X射线衍射(XRD)和热重分析(TGA)的对比分析,印证了PANI电化学性能的表征结果。实验结果表明与APS制备的PANI相比,n(FeCl3)/n(APS)=3.5∶1,n(cod)/n(An)=3∶1时,复合氧化剂制备的PANI具有更大的峰电流和更高的腐蚀电位,电导率热稳定性更佳;XRD和TGA的结果显示复合氧化剂制备的PANI具有更好的结晶性和热稳定性。

关键词: 聚苯胺 , 复合氧化剂 , 电化学性能 , 碳纸

炭纤维长度和排布对炭纸孔隙结构的影响研究

苏方远 , 高建国 , 温月芳 , 杨永岗

材料导报

使用二维网络模型和计算机图像处理技术探讨了炭纤维长度及排布对其堆积形成的孔隙结构的影响.结果表明,随着炭纤维长度的增加,孔径分布变宽,孔径平均值和标准偏差增加,孔隙率匀度先变差然后在纤维长度达到一定程度后增加;随炭纤维在平面内X、Y方向排布差别增加,孔径分布及平均孔径和孔径标准偏差基本不变,但孔隙率匀度变差.因而,为了制备满足质子交换膜燃料电池传质要求的炭纤维纸,在满足其它参数要求的条件下,纤维长度应尽可能长,并且应尽量保证在平面内各方向均匀排布.

关键词: 炭纤维纸 , , 二维网络模型 , 图像处理

全钒液流电池用碳纸电极掺氮改性的研究

何章兴 , 刘剑蕾 , 何震 , 刘素琴

无机材料学报 doi:10.15541/jim20140656

采用在氨气氛下加热(NCP-600:600℃下处理, NCP-900:900℃下处理)对全钒液流电池碳纸电极进行掺氮改性处理。通过此改性处理,含氮官能团成功地引入到碳纸表面。掺氮处理改善了碳纸表面的亲水性, NCP-900的接触角相比于空白碳纸由120.5°降到99.7°,且对表面形貌没有明显影响,不会影响其机械性能。同时,掺氮处理能明显地增强碳纸的电化学活性,循环伏安测试中, NCP-900的V(IV)/V(V)电对氧化峰为92.1 mA,远高于空白碳纸(68.9 mA)。由NCP-900和空白碳纸组装成电池考察了其充放电性能,在20 mA/cm2下进行充放电,由NCP-900组装的电池其能量效率为83.73%,较空白电池高2.59%。掺氮改性处理提高碳纸的电化学性能主要是由于钒电对活性位点的增加和亲水性能的增强。

关键词: 全钒液流电池 , 掺氮 , 碳纸 , 动力学

碳纤维的改性及气体扩散层碳纸性能的研究?

胡志军 , 林江 , 张妍 , 胡桂林

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.09.021

研究了氧化-偶联改性处理对碳纤维的表面形貌、电荷特性、分散性和成纸导电性的影响,并考察了碳纤维配比、碳纤维长度和炭黑加填对碳纸的透气性和孔径分布的影响.结果表明,KClO3/H2 SO4预氧化处理对纤维表面产生了刻蚀作用,在结晶缺陷部位产生凹坑,形成轴向沟槽.KH-550偶联剂以微粒形态粘附于沟槽中,碳纤维浆料的zeta绝对值明显增加,碳纤维间的静电斥力加强,分散性得到改善,碳纸的导电性也得到提高.碳纤维长度和炭黑加填能有效调节碳纸的透气性和孔径分布.

关键词: 碳纤维 , 表面改性 , 碳纸 , 孔径分布 , 透气性

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