研究目的
介绍一种可扩展且可控的策略,用于制造带电多孔聚合物膜(CPM)和杂原子掺杂分级多孔碳膜(HCM),以实现太阳能海水淡化。
研究成果
该研究成功展示了具有可控孔隙结构的CPMs的可扩展制造,以及随后用于高效太阳能海水淡化的HCMs的生产。HCMs因其分级多孔结构和化学稳定性而表现出高性能。
研究不足
该研究聚焦于HCMs的合成及其在太阳能海水淡化中的应用,但未深入探讨其他潜在应用或实验室规模之外合成工艺的可扩展性。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过混合两种离子液体聚合物(PILs)并碳化制备多孔碳材料(HCMs),通过选择PILs中的阴离子来控制孔径和结构。
2:样品选择与数据来源:
所用材料包括含不同阴离子(Br、PF6、Tf2N)的PILs及含羧基的PIL。表征手段包括扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和热重分析(TGA)。
3:Tf2N)的PILs及含羧基的PIL。表征手段包括扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和热重分析(TGA)。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括扫描电镜(JEOL JSM7500F)、透射电镜(Philips Tecnai G2F-20)、XPS(Perkin Elmer PHI 1600 ESCA系统)和TGA(NETZSCH STA 409PC)。材料包括1-乙烯基咪唑、偶氮二异丁腈(AIBN)、溴乙腈等。
4:0)、XPS(Perkin Elmer PHI 1600 ESCA系统)和TGA(NETZSCH STA 409PC)。材料包括1-乙烯基咪唑、偶氮二异丁腈(AIBN)、溴乙腈等。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:将PILs混合后涂覆于玻璃板,干燥后浸入氨水溶液形成多孔薄膜,随后在真空下碳化制备HCMs。
5:数据分析方法:
采用SEM和TEM进行形貌分析,XPS进行元素分析,TGA评估热稳定性。
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获取完整内容-
SEM
JSM7500F
JEOL
Field-emission scanning electron microscopy for viewing the morphology of different poly(ionic liquid) membranes and carbon membrane.
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XPS
PHI 1600 ESCA system
Perkin Elmer
X-ray photoelectron spectroscopy for evaluating the chemical states of elements.
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TEM
Tecnai G2F-20
Philips
Transmission electron microscopy and high-resolution transmission electron microscopy for morphological analysis.
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TGA
STA 409PC
NETZSCH
Thermogravimetric analysis for assessing thermal stability under purified nitrogen gas flow.
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