双极界面聚合物膜燃料电池Ⅱ:阴极催化层结构优化

以薄层亲水电极或者厚层憎水电极作为双极燃料电池(BPFC)阴极, 系统考察了薄层亲水阴极中季铵化聚砜(QAPSF)含量、厚层憎水电极中聚四氟乙烯(PTFE)含量对电池性能的影响. 结果表明, 采用薄层亲水阴极时, 催化层中QAPSF的最佳含量是20 wt%, 室温下BPFC的最大输出功率达到186.1 mW/cm². 采用厚层憎水电极时, 催化层中PTFE的合适含量是20 wt%, 40 ℃时BPFC的最大输出功率达到461.5 mW/cm². 由于碱性阴极对排水的需求较高, 厚层憎水电极相较于薄层亲水电极在BPFC中更有优势.     

聚苯胺/聚砜复合材料的制备及其超级电容性能

通过化学聚合法,制备出盐酸掺杂聚苯胺（PANI）,将其与聚砜（PSF）溶液混合,定量滴加到玻碳电极上制得PANI/PSF复合膜电极。 采用扫描电子显微镜、红外光谱以及X射线衍射对其结构和形貌进行表征。 根据循环伏安曲线、恒电流充放电曲线和电化学阻抗,研究了其作为电极的超级电容性能。 结果表明,多孔结构的PANI/PSF复合材料具有良好的电容性能,其比电容可达到497 F/g,并且该超级电容器具有较小的内阻和较好的循环稳定性。     

1-正辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体对聚砜分离膜的结构控制及其作用机理

以1-正辛基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[C8mim][PF6]作为膜结构控制剂,采用相转化法制备具有不同孔结构的聚砜分离膜.随着[C8mim][PF6]含量的增大,聚砜膜的孔结构从典型的不对称指状孔结构、高度拉长的大孔结构、典型的大空穴,变化至海绵状孔结构,离子液体[C8mim][PF6]在聚砜膜制备中表现出孔结构控制、增塑作用.通过能谱分析表明,[C8mim][PF6]在所制备的聚砜膜中存在部分的保留,通过水与聚砜膜表面接触角的测定,[C8mim][PF6]在聚砜膜中的残留提高了膜的亲水性能.基于相分离过程的基本理论,探讨了疏水性[C8mim][PF6]在铸膜液相分离过程中孔结构形成的作用机理.研究表明,[C8mim][PF6]在铸膜液中含量越高,对于相分离的延时效应越大,体系更易发生延时分相.     

聚砜共价键合磷铵两性离子的结构修饰及其血液相容性的研究

利用形成碳-氧键将磷铵两性离子(1)共价键合到聚砜(PSF)材料表面,改善其抗凝血性能.首先对聚砜(PSF)进行氯甲基化反应,生成苄氯结构,然后通过自合成两性离子化合物1中的—OH与氯甲基化聚砜的—CH2Cl反应形成醚键,将两性离子结构接枝在PSF上.用ATR-FTIR、EA和1H-NMR表征了产物结构,并通过水接触角、溶血实验和血小板黏附实验对结构修饰前后材料的亲水性和抗凝血性能进行了比较.改性PSF材料的表面亲水性提高,几种改性PSF材料的溶血率均低于5%,PSF-18.1%1材料的表面几乎没有血小板黏附.结果表明,磷铵两性离子结构修饰的聚砜材料可以显著提高其血液相容性,在血液相容性材料等领域具有潜在的应用价值.     

磺化聚砜改性超滤膜的制备及性能

溶剂萃取过程的乳化现象是影响萃取率和产品质量主要问题,长期以来一直靠破乳剂解决,这会造成环境污染等问题[1,2]。膜分离技术能耗低、对具有生物活性的物质能保持其活性、分离产物易于回收,在抗生素提炼中的应用研究近年来十分活跃[3 5]。本文以磺化聚砜为膜材料、N,N 二甲基酰胺为溶剂,采用多元复合添加剂,用湿法相转移化法制备出孔径为400-500 、具有指孔状或海绵状结构的磺化聚砜改性超滤膜,作为抗生素提炼的分离膜。1　实验部分1 1　主要仪器及试剂扫描电镜(S 250,英国Cambridge公司);离子活度计(PXS 215,上海分析仪器厂)。聚…     

脱溶剂速度对聚砜/磺化聚砜合金膜结构和性能的影响

介绍了铸膜液温度、成膜过程中的蒸发时间、环境湿度、凝胶浴温度对聚砜/磺化聚砜合金膜的渗透、分离性能的影响.随环境相对湿度、凝胶浴温度增大,合金膜的水通量增大,截留率下降;蒸发时间延长,合金膜的水通量通过一个极大值,截留率呈现下降趋势.     

螯合树脂／聚砜复合滤膜的制备研究

本文以聚砜（PS）／螯合树脂（D418）作为膜材料,用相转化法制备了共混螯合平板滤器。考察了聚合物共混比例、凝固浴的组成、膜在空气中的蒸发时间,以及制膜液温度等工艺参数的变化对膜结构性能的影响。     

基于一锅法的磺化聚砜质子交换膜的性能

以双酚A型聚砜(PSF)为基质材料,通过傅-克烷基化反应在PSF主链引入—NCO活性基团,制备乙基异氰酸化聚砜(PS-SA)。 在制备PS-SA的基础上,采用两步一锅法,PS-SA与2-萘酚-6,8-二磺酸钾通过亲核取代反应,制备一种侧链含有萘环的萘磺酸型磺化聚砜PS-NS,充分表征聚合物的化学结构,以溶液浇注的方法制备质子交换膜,研究了温度对PS-NS膜的吸水率(WU,Water Uptaking)、吸水溶胀性(Swelling Ratio)、质子传导率(Proton Conductivity)等基本性能的影响。 结果表明,PS-NS膜由于亲水基团距离较远,能够很容易形成相分离结构,所制备的质子交换膜高WU下尺寸稳定性仍然很高,其中PS-NS-4膜(磺酸基团键合量为1.42 mmol/g)在25和85 ℃的WU高达27.2%和40.3%,但是相应的吸水溶胀性仅为25.2%和57.2%,与相同条件下Nafion115膜的性能十分接近。     

PSF-SPES共混中空纤维超滤膜制备的研究

以聚砜(PSF)、磺化聚醚砜(SPES)和醋酸纤维素(CA)为膜材料,水为内凝胶剂,采用干湿法制备了PSF-SPES共混中空纤维超滤膜,探讨了PSF-SPES铸膜液中SPES离子交换容量(IEC)、SPES浓度、添加剂、外凝胶剂的选择和热处理对膜性能的影响。所得共混超滤膜性能如下:w=0.0 0 1的Na2SO4截留率19.9%,通量62 L/(h.m2.MPa);w=0.001的PEG4000截留率78.2%,通量85 L/(h.m2.MPa)。此外,以PSF-SPES中空纤维为支撑膜,采用醋酸纤维素作为涂层液,研究了CA/PSF-SPES复合超滤膜性能,讨论了CA/PSF-SPES共混中空纤维超滤膜结构。     

双齿席夫碱配基功能化的聚砜与Eu(Ⅲ)离子所形成的高分子-稀土配合物的制备及其荧光发射特性

通过分子设计,经过几步大分子反应,在聚砜(PSF)侧链键合了双齿席夫碱(SB)配基,制得了双齿席夫碱配基功能化的聚砜(PSF-SB)。在此基础上,以PSF-SB为大分子配体,以邻菲咯啉(Phen)为小分子配体,与Eu(Ⅲ)离子螯合配位,分别制备了二元高分子-稀土发光配合物PSF-(SB)3-Eu(Ⅲ)与三元高分子-稀土发光配合物PSF-(SB)3-Eu(Ⅲ)-(Phen)1,采用红外光谱和紫外吸收光谱对配合物进行了表征。研究了配合物的荧光发射性能与发光机理。制备了配合物的固体薄膜,考察了固体薄膜的荧光发射性能。结果表明,大分子配基PSF-SB本身具有强的荧光发射,但与Eu(Ⅲ)离子配位后,其自身的荧光发射大为减弱,其与Eu(Ⅲ)离子所形成的二元或三元高分子-稀土配合物均能发射出很强的Eu(Ⅲ)离子的特征荧光,即键合在PSF侧链的双齿席夫碱配基能有效地产生分子内能量转移,强烈地敏化Eu(Ⅲ)离子的荧光发射。第二配体的协同配位效应与对配位水分子的置换作用使得三元配合物的荧光发射强度高于二元配合物。