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多站重量法全功能蒸汽吸附仪助力COFs膜实现超快阴离子传输性能研究

 更新时间:2023-07-14 点击量:809

BSD-VVS&DVS(3H-2000PW)系列多站重量法全功能蒸汽吸附仪助力COFs膜实现超快阴离子传输性能研究


全有机框架的出现具有重要意义,设计这种结构用于阴离子导电在能量转换和存储方面有着广阔的应用前景。

 有鉴于此,天津大学姜忠义教授(通讯作者)团队在《Advanced Materials》上发表的题为“De Novo Design of Covalent Organic Framework Membranes toward Ultrafast Anion Transport"的研究中受生物内有效的阴离子运输的启发,设计了一种利用相转移聚合工艺制备的共价有机骨架(COFs)膜材料,该材料实现了有效的阴离子超快传输。


该研究以1,3,5-三甲酰基苯、QA-官能化酰肼为原料合成了一系列侧链季铵盐框架(COF-QAs)。通过核磁共振谱仪、红外光谱仪、扫描电子显微镜、原子力显微镜(AFM)、透射电镜等分析了COF-QAs材料的结构、官能团、形貌和粗糙度;通过重量法蒸汽吸附仪(如下图,贝士德仪器, 3H-2000PW)表征了材料(COF-QAs)的吸水性能,探究了有机间隔基的长度和亲水性对孔道的物理结构和水环境的影响;最后, 探究了COF-QAs材料侧链对导电性的影响。

结果表明,带有更长的烷基间隔基的COF-QAs膜,表现出更低的吸水能力。COF-QAs膜在离子浓度(IEC>2.0 mmol g-1)和吸水率(64-80%)的情况下,表现出优异的抗溶胀性能。同时,姜忠义教授团队发现短的、亲水性强的侧链有利于提高COF-QAs的阴离子电导率,其中,COF-QA-2膜具有氢氧根离子传输的最高电导率值(在80℃时为212 mS cm-1)。本研究证实,探索COFs材料作为阴离子交换膜的构建单元,可以为开发高性能的阴离子导电膜搭建一个平台。

BSD-VVS&DVS(3H-2000PW)系列多站重量法全功能蒸汽吸附仪
多站重量法全功能蒸汽吸附仪,同时支持真空静态法和常压动态法的测试,近乎满足了所有工况条件的测试。不但可以进行真空条件下的纯组份的吸附性能评价,还可以进行动态多组分竞争性吸附吸附评价。
BSD-VVS&DVS 多站重量法全功能蒸汽吸附仪,属于研究级分析仪器,通过微量天平称量
一定相对压力下样品吸脱附前后重量的变化来测定样品对特定蒸汽、气体的吸脱附量。
重量法相比容量法,不采用任何折中近似处理,不存在温区分布、气体非理想化校正等误差来源,直接获得吸附量,所以对于气体尤其是蒸汽的测试精度和准确度更高,另弥补了容量法无法测试实时等压吸附速率、无法准确描述材料吸附动力学特性的缺陷。BSD-VVS&DVS 多站重量法全功能蒸汽吸附仪,可测试材料对水蒸气、有机蒸汽及各种气体的吸附量,吸附速率等参数;在真空重量法蒸汽吸附仪中,为多站仪器,可支持1-8个分析站的同时分析,适用于对多种材料吸附性能进行研究开发的科研单位和企业用户,由于其优势,重量法仪器在世界各地的实验室均有广泛的应用。

仪器主要功能:

  真空/动态重量法蒸汽吸附
  用于测试各种气体及蒸汽的吸附脱附等温线,如水蒸气,苯等
  等压吸附及脱附速率(吸附动力学评价)

优势特点:

  采用重量法定量,无温区及任何近似折中过程。
  8工作站,高测试效率。
  可进行等压吸附速率测试。
  脱气时真空实时称量,活化更准确

仪器参数:

  灵敏度/量程:1ug/2000mg(0.1ug可选)
  动态称重范围:10~1000mg
  分析位:2/4/8站
  真空脱气温度:室温~400ºC
  蒸汽分压P/P0控制范围:0.01%~99%

测试报告:

脱气界面

分析界面

等温线

吸附动力学曲线