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功能高分子材料介绍
2014-03-14 14:05:13
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功能高分子材料是高分子学科中的一个重要分支,它的重要性在于所包含的每一类高分子都具有特殊的功能。本书遵循培养学生“基础扎实,知识面宽”的宗旨,在论述功能高分子的基本理论和设计思想的基础上,主要论述了在工程上应用较广和具有重要应用价值的一些功能高分子材料,如吸附分离功能高分子、反应型功能高分子、光功能高分子、电功能高分子、医用功能高分子、液晶高分子、高分子功能膜材料等。在阐述这些功能高分子材料时,对涉及的基本概念、基本原理作了介绍,阐明了功能高分子材料的结构和组成与功能性之间的关系,同时也对发展方向以及最新成果作了一定的介绍。
高分子具有多重结构(链节结构、分子结构、组态结构、微区结构等),结构的多重性决定了其性能的多重性。高分子的性质有的只取决于其中的一种结构,而有的则依赖于几种结构,这种复杂性为建立结构和性能之间的关系带来了很大的困难,而这种关系的建立是进行分子设计的基础。尖端科学技术和军事工业的发展,对高分子材料提出了越来越高的要求,各种功能高分子材料应运而生。功能高分子材料,除了其力学性能外,还具有物质分离,光、电、磁、能量储存和转化,生物医用等特殊性能,这种特殊功能是由它们的链结构、链上所带的功能基的种类、数量、分布以及高分子的聚集态和形态所确定的。如具有分离功能的高分子(离子交换树脂、螫合性树脂、吸附性树脂、分离膜和絮凝剂)、高分子催化剂、高分子液晶、光活性高分子材料、导电高分子材料、磁性功能高分子材料、能量转换和储存材料、高分子药物、医用高分子材料等,人们主要应用其分子水平的性质。
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化学词典为您介绍福建漳州PX项目爆炸事件始末。相信大家还记得2015年4月6日震惊国内的福建漳州PX项目爆炸事件,爆炸发生的地点是在福建漳州古雷PX工厂腾龙芳烃乙库凝析油外抽室。这是时隔不到2年的时间,漳州古雷PX项目再次发生爆炸。
福建漳州PX项目事故发生二次爆炸
时隔不到2年的时间,福建漳州古雷PX项目再次发生事故。记者从福建省漳州市委宣传部了解到,漳州古雷PX工厂腾龙芳烃乙库凝析油外抽室41单元4月6日18:56发生爆炸。截至21:55,尚未发现人员死亡,但有部分人员受伤,伤者已被集中安置在一个房间内接受抢救。2个2万立方米的常渣油罐起火。
据当地村民介绍,方圆四五十公里内都有很强的震感,且能看到明显的火光,爆炸发生后气味很重,火势一直很严重,第一次爆炸后又发生了二次爆炸。
据了解,与事故地距离约1公里的中石油漳州兴港加油站站房玻璃破损,加油站人员暂无伤亡。加油站立即启动应急预案自救,疏散车辆,关闭电源,并用灭火毯盖紧油罐、卸油口,关闭加油机。现场已按消防要求撤离。
2008年5月,漳州市与翔鹭集团旗下的腾龙芳烃(厦门)有限公司正式签订投资协议书,总投资137.8亿元人民币、年产80万吨。根据2012年当地对外发布的消息称,古雷整体项目PX项目可以年产80万吨对二甲苯。
福建漳州PX项目爆炸原因调查
福建省和漳州市安监部门抽调的9位危化品安全专家赶赴现场后,初步研判认为事故是由于二甲苯装置发生着火,具体原因有待进一步调查,引燃西侧约100米的三个中间罐(内浮顶)。
而《新京报》报道引用一个厂区工程师介绍,刚开始起火的地点是控制室外的加热炉。加热炉炉管爆裂,加热炉内的油流出随后被引燃,顺带引燃加热炉旁边的两个油罐。油罐内都装有渣油,其中一个油罐容积是8000立方,另一个油罐容积4000立方。
该工程师称,这种加热炉的炉管爆裂,在工厂里还是第一次出现。加热炉的炉管如果长时间使用,管的厚度会被油慢慢腐蚀,里面的承压量越来越大,长时间使用的确是有可能出现爆裂的风险,但不知道他们有没有对此进行过检修。
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元素百科为您介绍:2015年12月中旬,中科院上海硅酸盐所的研究团队在《科学》上发文指出,其研制出一种高性能超级电容器电极材料——氮掺杂有序介孔石墨烯。一些媒体盛赞:“该材料具有极佳的电化学储能特性,可用作电动车的‘超强电池’,这种电池的最大亮点就是充电7分钟,行驶35公里。”12月底,华为终端公司手机产品线副总裁李昌竹又在2015年移动智能终端峰会上透露,华为可能在2016年下半年商用石墨烯电池技术。但是,这些新闻随后又被“打脸”。有人认为,所谓石墨烯电池商用不过是炒作。也有人认为,一些媒体误读了中科院上海硅酸盐所的成果——它根本不是电池,也没有含有石墨烯材料。
石墨烯电池疑炒作
记者在采访复旦大学高分子科学系教授卢红斌、哈尔滨工业大学化工学院应用化学系教授袁国辉等人时发现,他们都不同意一些商家和媒体将石墨烯材料应用在电池中就将其称为“石墨烯电池”。
“在电极材料中添加石墨烯后就将电池称为‘石墨烯电池’显然不妥,类似于之前在商业上将纳米颗粒添加到塑料中后制成的洗衣机称为‘纳米洗衣机’,显然带有炒作意味。”卢红斌说。
传统电池的命名一般是遵循“正极—负极活性材料”的规则。袁国辉指出:“锂离子电池充放电时,成流反应是锂离子在正、负极材料中的嵌入和脱出的贡献。电极中添加石墨烯材料时,石墨烯的主要作用是提高电极的导电性,尽管可以提高电池的性能,却不是锂离子电池正负极的活性材料。”
因此,他们认为,应该称之为“锂离子电池”,或最多称之为“石墨烯改性的锂离子电池”。
石墨烯电池石墨烯电池
“‘石墨烯电池’应该是通过添加石墨烯能够显著改善锂电池的充电速度、循环稳定性、使用寿命、甚至能量密度的高性能电池,最好有明确的技术参数作为参考。如果仅通过采用石墨烯名称来提升产品的知名度或关注度,以此提高销量,可能会产生误导。”卢红斌指出。
虽然“石墨烯电池”这一称呼颇有些“自摆乌龙”,但是业内专家却看好石墨烯材料在电池上的应用,尤其是在电极上发挥所长。
目前,业内采用的富锂正极材料通常导电性不佳,对电极而言极为不利。为提高正极电导率,通常会在正极颗粒表面沉积导电层,如包碳处理,并通过添加导电添加剂来改善正极电导率。电极导电性对于电池的充电速度、循环稳定性和使用寿命都有着决定性的影响,不佳的导电性还会增大电池发热量,加速电池性能恶化。
因此,有相当多的工作致力于通过在正极材料中添加石墨烯来提高电极中的电荷传输效率和传热效率。石墨烯是一种具有单个碳原子厚度的二维碳膜,其中碳原子之间存在共轭结构,电荷在其中可以快速迁移。也正因如此,石墨烯也为发展其他新型电极材料提供了可能。
石墨烯电池短期商用现实吗
记者了解到,石墨烯技术在电池上进行商用还有两大关键技术突破点:一是优化石墨烯结构以及石墨烯使用方法,使得现有锂电池的性能获得一定程度的改善;二是寻找新的活性材料,或者基于新的原理实现储能设备性能的倍增。
石墨烯技术在电池上的大规模商用还需要一个推广过程。一些电池制造企业还需要对石墨烯技术进行验证,一旦接受后对现有产品线的改造也需要时间。但是,袁国辉指出:“2016年应该是石墨烯技术应用在电池上的推广元年。”
此外,此前有传闻称西班牙科尔瓦多大学与某公司合作研究的石墨烯电池可望实现8分钟充电,行驶1000公里。听到此消息后,石墨烯产业联盟在随后参加欧洲举办的石墨烯国际大会时也专门前往该机构进行了核实,但发现此信息主要是基于实验室结果推算得出,该项技术是否具备宣称的性能现在尚未得到实践证实。
“仅根据实验室中的某些结果进而推算使用效果反映了人们心中的迫切希望,但还须验证安全性、利用稳定性、循环寿命等一系列问题。”卢红斌强调,“但石墨烯的快速规模化必然会加快包括锂离子电池在内的储能设备技术发展的步伐。”
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化学词典为您介绍铝空气电池原理、铝空气电池优点及缺点,随着石墨烯电池的大热,一些含有高科技成分的新能源用品广受大家关注,而铝空气电池就是其中一种。铝空气电池,顾名思义就是以铝与空气作为电池材料的一种新型电池。它是一种无污染、长效、稳定可靠的电源,是一款对环境十分友好的电池。
铝空气电池原理
铝空气电池的化学反应与锌空气电池类似,铝空气电池以高纯度铝Al(含铝99.99%)为负极、氧为正极,以氢氧化钾(KOH)或氢氧化钠(NaOH)水溶液为电解质。铝摄取空气中的氧,在电池放电时产生化学反应,铝和氧作用转化为氧化铝。铝空气电池的进展十分迅速,它在EV上的应用已取得良好效果,是一种很有发展前途的空气电池。
铝空气电池优点
1、比能量大
铝空气电池的实际比能量只达到350~400Wh/kg,这数值还不及它理论值的5%。但就是这5%不到的比能量也是铅酸电池的7~8倍、镍氢电池的5.8倍、锂电池的2.3倍。
若采用铝空气电池的电动车,续驶里程明显地提高。国外有关资料介绍,美国加利福尼亚州在使用铝空气电池的电动汽车上,有过只更换一次铝电极续驶里程达1600km的记录。
2、质量轻
我国开发和研制的牵引用动力型铅酸蓄电池的总能量为13.5kWh,总质量为375kg。而同样能量的铝空气电池总质量仅45kg,为铅酸蓄电池质量的12%。由于电池质量大大减轻,车辆的整备质量也降低,可以提高车辆的装载能量或延长续驶里程。
3、铝没有毒性和危险性
铝对人体不会造成伤害,可以回收循环使用,不污染环境。铝的原材料丰富,已具有大规模的铝冶炼厂,生产成本较低。铝回收再生方便,回收再生成本也较低。而且可以采用更换铝电极的方法,来解决铝空气电池充电较慢的问题。
铝空气电池缺点
虽然它含有高的比能量,但比功率较低,充电和放电速度比较缓慢,电压滞后,自放电率较大,需要采用热管理系统来防止铝空气电池工作时的过热。
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