一种自支撑磺酸功能化表面带孔氧化石墨烯纸的制备方法及其应用

    公开(公告)号:CN104852069B

    公开(公告)日:2018-10-16

    申请号:CN201510291893.4

    申请日:2015-05-26

    Abstract: 本发明公开了一种自支撑含磺酸功能化表面带孔氧化石墨烯纸制备方法及其在直接甲醇燃料电池中作为质子交换膜的应用,制备方法步骤包括:氧化石墨烯的超声刻蚀处理,表面带孔氧化石墨烯的磺酸功能化处理和胶体溶液的制备和自支撑含磺酸基团且表面带孔的氧化石墨烯纸的制备,该制备方法简单易行,可用于大规模制备;本发明利用含磺酸基团且表面带孔的氧化石墨烯纸保留石墨烯的二维纳米结构、高比表面积和可功能化表面,基于其可分散、高柔性的片层结构及其物理化学特性,将其超声分散、形成胶体溶液、过滤和干燥,制成纸;该纸具有厚度可控、比表面积大、孔结构丰富,吸附性优良、强度和柔韧性好、耐浸蚀、高质子传导率和低甲醇渗透性等性能。

    一种质子交换膜燃料电池催化剂的制备方法

    公开(公告)号:CN102068983A

    公开(公告)日:2011-05-25

    申请号:CN201010595758.6

    申请日:2010-12-20

    Inventor: 蒋仲庆 蒋仲杰

    Abstract: 本发明公开了一种质子交换膜燃料电池催化剂的制备方法,特点是包括将sp2杂化的碳纳米材料通过浓HNO3回流处理、洗涤、真空干燥和煅烧的纯化的步骤;将纯化的sp2杂化的碳纳米材料进行等离子体放电的等离子体表面功能化的步骤;将sp2杂化的碳纳米材料加入含还原剂的溶液和金属盐前驱体溶液中在强碱性惰性气氛下还原反应的步骤,最后得到质子交换膜燃料电池催化剂,优点是可以在碳纳米材料表面产生高密度、均匀分布的表面功能性基团,避免碳纳米材料的结构遭到破坏及金属纳米粒子和sp2杂化的碳纳米材料之间电子的迁移受到阻碍,使其保持良好电催化性能。

    一种用于直接甲醇燃料电池的复合质子交换膜及其制备方法

    公开(公告)号:CN104852065B

    公开(公告)日:2017-06-30

    申请号:CN201510291895.3

    申请日:2015-05-26

    CPC classification number: Y02E60/523

    Abstract: 本发明公开了一种用于直接甲醇燃料电池的复合质子交换膜及其制备方法,制备步骤为:(1)取磺化度为50%‑80%的磺化聚醚醚酮的溶解液,加入磺酸化表面带孔氧化石墨烯的分散液,并使磺化聚醚醚酮与磺酸化表面带孔氧化石墨烯的质量比为92‑99∶1‑8,充分分散后获得悬浮液;(2)将悬浮液倾倒在干净平整的玻璃板上,于60~100℃的真空烘箱中静置成膜;脱模后膜浸泡在2mol L‑1H2SO4溶液中,两天后取出,然后用去离子水清洗,擦干膜表面的水,即得由质量比为92‑99∶1‑8的磺化度为50%‑80%的磺化聚醚醚酮与磺酸化表面带孔氧化石墨烯构成的用于直接甲醇燃料电池的复合质子交换膜。

    一种锂离子电池正极复合材料的制备方法及其专用装置

    公开(公告)号:CN102148368B

    公开(公告)日:2012-07-25

    申请号:CN201110045742.2

    申请日:2011-02-24

    Inventor: 蒋仲庆 蒋仲杰

    Abstract: 本发明一种锂离子电池正极复合材料的制备方法及其专用装置,特点是该制备方法包括方案一利用等离子体增强化学气相沉积法合成原位生长的sp2杂化的碳纳米材料包覆的锂离子电池正极材料LiFePO4;方案二利用等离子体直接聚合法制备LiFePO4/导电高分子复合材料;方案三采用等离子体原位聚合法制备LiFePO4/导电高分子复合材料;用于制备该正极复合材料的专用装置,包括等离子体高温石英管式炉,其一端设置有还原性气体进气管和反应气体进气管,另一端设置有抽气管,其外表面缠绕有两端连接射频功率源的电感耦合等离子体线圈,优点是有效提高锂离子电池的导电性能,并且工艺过程简单,该专用装置结构简单、操作方便。

    一种三明治结构复合质子交换膜及其制备方法和用途

    公开(公告)号:CN105047844B

    公开(公告)日:2017-10-24

    申请号:CN201510291925.0

    申请日:2015-05-26

    Abstract: 本发明公开了一种三明治结构复合质子交换膜及其制备方法和用途,由基膜自支撑磺酸化表面带孔氧化石墨烯纸和其两表面的外层膜磺化聚醚醚酮聚合物层互相叠合构成,外层膜与基膜之间通过氢键相互连接;其优点在于引入的基膜自支撑磺酸化表面带孔氧化石墨烯纸接上了亲水性基团,同时自支撑磺酸化表面带孔氧化石墨烯纸片层表面带孔,有利于质子交换膜的质子传导,能够保持复合膜中的含水量,且自支撑磺酸化表面带孔氧化石墨烯纸表面的羰基,羟基,羧基,酚羟基和磺酸基具有两亲性能,可与复合膜两侧的磺化聚醚醚酮上的磺酸基通过氢键相互作用,从而在降低磺化聚醚醚酮的磺化度后,极大的增强了复合膜结构的稳定性和一致性,并保持非常高的质子传导率。

    一种自支撑磺酸功能化表面带孔氧化石墨烯纸的制备方法及其应用

    公开(公告)号:CN104852069A

    公开(公告)日:2015-08-19

    申请号:CN201510291893.4

    申请日:2015-05-26

    CPC classification number: Y02E60/523 H01M8/1018 C01B32/184

    Abstract: 本发明公开了一种自支撑含磺酸功能化表面带孔氧化石墨烯纸制备方法及其在直接甲醇燃料电池中作为质子交换膜的应用,制备方法步骤包括:氧化石墨烯的超声刻蚀处理,表面带孔氧化石墨烯的磺酸功能化处理和胶体溶液的制备和自支撑含磺酸基团且表面带孔的氧化石墨烯纸的制备,该制备方法简单易行,可用于大规模制备;本发明利用含磺酸基团且表面带孔的氧化石墨烯纸保留石墨烯的二维纳米结构、高比表面积和可功能化表面,基于其可分散、高柔性的片层结构及其物理化学特性,将其超声分散、形成胶体溶液、过滤和干燥,制成纸;该纸具有厚度可控、比表面积大、孔结构丰富,吸附性优良、强度和柔韧性好、耐浸蚀、高质子传导率和低甲醇渗透性等性能。

    一种质子交换膜燃料电池催化剂的制备方法

    公开(公告)号:CN102068983B

    公开(公告)日:2012-07-18

    申请号:CN201010595758.6

    申请日:2010-12-20

    Inventor: 蒋仲庆 蒋仲杰

    Abstract: 本发明公开了一种质子交换膜燃料电池催化剂的制备方法,特点是包括将sp2杂化的碳纳米材料通过浓HNO3回流处理、洗涤、真空干燥和煅烧的纯化的步骤;将纯化的sp2杂化的碳纳米材料进行等离子体放电的等离子体表面功能化的步骤;将sp2杂化的碳纳米材料加入含还原剂的溶液和金属盐前驱体溶液中在强碱性惰性气氛下还原反应的步骤,最后得到质子交换膜燃料电池催化剂,优点是可以在碳纳米材料表面产生高密度、均匀分布的表面功能性基团,避免碳纳米材料的结构遭到破坏及金属纳米粒子和sp2杂化的碳纳米材料之间电子的迁移受到阻碍,使其保持良好电催化性能。

    一种三明治结构复合质子交换膜及其制备方法和用途

    公开(公告)号:CN105047844A

    公开(公告)日:2015-11-11

    申请号:CN201510291925.0

    申请日:2015-05-26

    CPC classification number: H01M2/1653 H01M2/145

    Abstract: 本发明公开了一种三明治结构复合质子交换膜及其制备方法和用途,由基膜自支撑磺酸化表面带孔氧化石墨烯纸和其两表面的外层膜磺化聚醚醚酮聚合物层互相叠合构成,外层膜与基膜之间通过氢键相互连接;其优点在于引入的基膜自支撑磺酸化表面带孔氧化石墨烯纸接上了亲水性基团,同时自支撑磺酸化表面带孔氧化石墨烯纸片层表面带孔,有利于质子交换膜的质子传导,能够保持复合膜中的含水量,且自支撑磺酸化表面带孔氧化石墨烯纸表面的羰基,羟基,羧基,酚羟基和磺酸基具有两亲性能,可与复合膜两侧的磺化聚醚醚酮上的磺酸基通过氢键相互作用,从而在降低磺化聚醚醚酮的磺化度后,极大的增强了复合膜结构的稳定性和一致性,并保持非常高的质子传导率。

    一种用于直接甲醇燃料电池的复合质子交换膜及其制备方法

    公开(公告)号:CN104852065A

    公开(公告)日:2015-08-19

    申请号:CN201510291895.3

    申请日:2015-05-26

    CPC classification number: Y02E60/523 H01M8/00

    Abstract: 本发明公开了一种用于直接甲醇燃料电池的复合质子交换膜及其制备方法,制备步骤为:(1)取磺化度为50%-80%的磺化聚醚醚酮的溶解液,加入磺酸化表面带孔氧化石墨烯的分散液,并使磺化聚醚醚酮与磺酸化表面带孔氧化石墨烯的质量比为92-99∶1-8,充分分散后获得悬浮液;(2)将悬浮液倾倒在干净平整的玻璃板上,于60~100℃的真空烘箱中静置成膜;脱模后膜浸泡在2mol·L-1H2SO4溶液中,两天后取出,然后用去离子水清洗,擦干膜表面的水,即得由质量比为92-99∶1-8的磺化度为50%-80%的磺化聚醚醚酮与磺酸化表面带孔氧化石墨烯构成的用于直接甲醇燃料电池的复合质子交换膜。

    一种三维多孔石墨烯掺杂与包覆钛酸锂复合负极材料的制备方法

    公开(公告)号:CN102646810A

    公开(公告)日:2012-08-22

    申请号:CN201210128155.4

    申请日:2012-04-27

    Abstract: 本发明公开了一种三维多孔石墨烯掺杂与包覆钛酸锂复合负极材料的制备方法,碳纳米材料对钛酸锂的掺杂改性能解决钛酸锂的高倍率性能较差的问题,并且不影响其尖晶石结构。由于掺杂的由碳纳米材料构成的纳米碳层在碳纳米材料掺杂钛酸锂复合材料中起到了电子传输缓冲层的作用,因此提高了碳纳米材料掺杂钛酸锂复合材料的循环性能,另外碳纳米材料的引入可有效的抑制热处理过程中钛酸锂颗粒的聚集,同时碳纳米材料掺杂钛酸锂复合材料中锂离子扩散系数增大。本发明制备的三维多孔石墨烯具有更高的比表面积,因此钛酸锂的高倍率性能将进一步提高。

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