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相似文献
 共查询到16条相似文献,搜索用时 81 毫秒
1.
采用简便环保的方法制备了具有低溶胀、高离子交换容量(IEC)的交联型季铵聚芳醚砜阴离子交换膜.随着交联度的提高,膜的吸水率和溶胀率降低,说明交联可以抑制膜的溶胀.20℃时所有交联膜的离子传导率均达0.045 S/cm以上,拉伸强度在50.1 MPa以上,表明在高IEC值下,交联膜仍具有良好的力学性能和较高的离子传导能力.同时,交联度提高会加强膜的甲醇阻隔性能.  相似文献   

2.
将氯甲基化率为150%的聚芳醚砜(PSF)依次与对羟基苯甲醇、二氯亚砜反应,通过哌啶季铵化、碱化制备侧链型哌啶功能化聚芳醚砜阴离子交换膜(QPSF-Pip150)。控制交联剂与哌啶的比例,制备不同交联度的交联型阴离子交换膜(cQPSF-Pipx-TAPy)。通过核磁共振氢谱(1HNMR)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)等对聚合物的结构及性能进行了表征与测试。结果表明:所制得的交联型阴离子交换膜在80℃下的离子传导率最高可达到131.5 mS/cm,而溶胀率仅有19.7%,在60℃、1 mol/L NaOH溶液中浸泡20 d,其离子传导率仍保持初始的73.1%~85.9%。交联有效提高了阴离子交换膜的力学性能、热稳定性、尺寸稳定性和碱性稳定性。  相似文献   

3.
以氯甲基辛醚为氯甲基化试剂, 对杂萘联苯聚芳醚酮酮(PPEKK)进行改性, 制备了氯甲基化杂萘联苯聚芳醚酮酮(CMPPEKK). 考察了氯甲基辛醚用量对氯甲基化程度的影响. 1H NMR表明氯甲基成功引入到聚合物结构中. 采用溶液法制备了CMPPEKK基膜, 然后将其进行三甲胺胺化, 制备了季铵化杂萘联苯聚芳醚酮酮(QAPPEKK)阴离子交换膜. 表征了QAPPEKK的基本性能: 离子交换容量, 含水率, 面电阻. QAPPEKK膜的含水率随离子交换容量增加而升高, 面电阻随离子交换容量的增加而降低. 将QAPPEKK膜应用于全钒液流电池(VRB)中, 电池的能量效率达到85.0%, 电流效率为98.5%, 电压效率为86.3%.  相似文献   

4.
为提高磺化聚芳醚砜(SPAES)质子交换膜的质子传导率及稳定性, 制备了一系列交联嵌段SPAES质子交换膜(cbSPAES). 采用嵌段共聚方法, 在P2O5存在下, 利用磺酸基团与聚合物主链上活泼氢的脱水反应进行交联改性合成嵌段聚合物. 采用电化学阻抗谱技术测定了cbSPAES膜的质子传导率, 通过测试水中膜平面及厚度方向的尺寸变化率评价膜的尺寸稳定性, 通过加速老化试验评价膜的水解稳定性. 结果表明, 与未交联膜相比, cbSPAES膜的尺寸稳定性及水解稳定性明显提高; 在交联程度相同时, cbSPAES膜的吸水率和质子传导率随着磺化链段长度的增加呈上升的趋势. 如cbSPAES(30/10)-10膜在60 ℃水中的吸水率为65%, 平面方向和厚度方向的尺寸变化率分别为0.16和0.18, 质子传导率达到163 mS/cm.  相似文献   

5.
从光电集成器件对于材料性能的需要出发 ,我们相继合成了一系列可溶性的含氟聚芳醚和聚芳醚酮[1~ 5] .为了满足器件的多层化制备过程以及使器件成型后具有优异的性能 ,本文在间三氟甲基苯取代的聚芳醚 (1 1 F- PAE)中引进可交联的苯乙炔端基 ,合成了可热交联的高含氟量聚芳醚 ,并对其性能进行了初步研究 .1 实验部分1 .1 试剂与仪器  4-苯乙炔苯酚 (PEP)按文献 [6 ]方法制备 ;3 -氟甲基苯代对苯二酚 (3 F- PH)按文献[2 ]方法制备 ;十氟联苯 ,Aldrich公司 ,99%;无水碳酸钾 ,A.R.级 ,天津化学试剂厂 ;甲苯 ,A.R.级 ,北京化工厂 ;N-…  相似文献   

6.
质子交换膜用磺化聚芳醚的合成与性能研究   总被引:1,自引:0,他引:1  
王雷  孟跃中  高春梅  朱光明 《化学学报》2007,65(14):1403-1406
合成了一种用于质子交换膜的新型磺化聚芳醚. 由于特殊单体结构的设计, 在聚合物主链上引入取代基对主链进行保护, 用氯磺酸直接磺化方法在聚芳醚高分子侧基上引入磺酸功能基, 实现了聚合物磺化结构的可控定位合成, 得到了稳定性较好的磺化聚芳醚. 用溶液浇膜法制备了质子交换膜, 考察了质子交换膜的各种性能. 结果表明, 这种膜具有良好的成膜性, 水解性稳定性和优异热稳定性能, 5%的热失重温度为362.3 ℃. 氧化稳定性在80 ℃的Fenton’s试剂(3%的过氧化氢和2 mg/L的FeSO4)中进行, 膜在69 min时才开始变碎, 表现出良好的氧化稳定性.  相似文献   

7.
离子交换膜是液流电池的关键部件之一,理想的离子交换膜应具有较低的活性物质渗透率(即有较高的选择性)和较低的面电阻(即有较高的离子传导率),同时还应具有较好的化学稳定性和较低的成本。目前,全钒液流电池主要采用全氟磺酸类阳离子交换膜(如Nafion),其化学稳定性优异,但易造成钒离子的渗透,降低了电池的使用寿命,且Nafion膜价格昂贵;全钒液流电池的电解质溶液由不同钒电解质溶解在硫酸中组成,采用阴离子交换膜时,  相似文献   

8.
利用亲核缩聚方法合成出带有氨基的磺化度可控的磺化聚芳醚酮砜共聚物(Am-SPAEKS),并在180℃下制备了C-Am-SPAEKS交联膜.红外和氢核磁图表明氨基已被引入到SPAEKS共聚物中,而且AmSPAEKS聚合物中的磺酸基团与氨基反应生成磺酰胺键而形成共价交联.通过对C-Am-SPAEKS膜性能测试发现,氨基与磺酸基团之间发生的共价交联反应使交联膜的致密性增加,从而使膜的甲醇渗透系数显著降低,膜的溶胀性、热稳定性和膜的保水能力都得到了提高.在120℃时C-Am-SPAEKS膜的质子传导率达到了0.0883 S/cm,而其甲醇渗透系数在25℃时为0.5×10-7cm2/s,明显低于SPAEKS膜的8.9×10-7cm2/s和Nafion膜的2×10-6cm2/s.实验结果表明,C-Am-SPAEKS膜能够满足质子交换膜燃料电池(PEMFC)的使用要求,有望在中高温和直接甲醇燃料电池中得以应用.  相似文献   

9.
利用3,3,4,4-四氟二苯砜、十氟联苯、6F-双酚A及6,13-双三蝶烯二酚,通过亲核取代共聚及后磺化方法制备了2个系列不同磺化度的磺化双三蝶烯型聚芳醚砜,并通过氢核磁共振波谱(1H NMR)对其化学结构进行了表征.研究发现,所得磺化聚芳醚砜均表现出了优异的热稳定性.此类膜材料具有优良的机械性能、尺寸稳定性、氧化稳定性及高温低湿度条件下高的质子传导率.透射电子显微镜的结果表明,聚合物主链中大量氟原子的引入显著改善了聚合物的相分离结构,并且随着聚合物主链中氟含量的增加,亲水区域明显增大.这也是含氟磺化双三蝶烯型聚芳醚砜质子交换膜材料在高温低湿度条件下具有高质子传导率的主要原因.  相似文献   

10.
为得到具有高电导率和稳定性的阴离子交换膜,采用两步聚合法合成了含芴的序列式聚芳醚砜,经付克氯甲基化、季铵化及碱化制备了季铵化聚芳醚砜,并以脂肪族二胺(N,N,N′,N′-四甲基丙二胺(TMPDA)及N,N,N′,N′-四甲基己二胺(TMHDA))为交联剂,通过直接交联及后交联法分别制备了2类序列交联型阴离子交换膜.制得的膜材料离子交换容量为1.59~2.12 mmol/g,柔韧结实.与具有相似离子交换容量的非交联膜相比,交联膜的抗溶剂性能、尺寸稳定性、离子电导率等性能均得到了提高.交联膜在高温水中的水解稳定性、强碱性条件下的化学稳定性显著增强.探讨了直接浇铸交联处理及成膜后交联处理2种交联方式对膜性能的影响,结果表明,后交联处理可以有效避免浇膜过程凝胶的形成,而且膜的稳定性相对于未交联膜有大幅度提高.尤其以TMHDA为交联剂的后交联膜的各项性能均优于相应非交联膜,IEC为2.17 mmol/g的PCL-M(H)膜,在30°C时吸水率为99%,膜径向尺寸变化率为15%,电导率为23.8 mS/cm,90°C时电导率达到82 mS/cm,经过4 mol/L的NaOH溶液室温处理240 h后,离子电导率损失为7.6%,100°C水处理24 h后重量损失为5.1%,表现出较好的稳定性.  相似文献   

11.
This report details the properties of fluorine-containing anion exchange membranes(AEMs) synthesized by chloromethylation and quaternization of fluorinated poly(arylene ether)s(FPAEs) based on decafluorobiphenyl and bisphenol A. Meanwhile, we compared their properties with those of their non-fluorinated counterparts, Udel-based AEMs. The reactivity of the chloromethylation of fluorinated poly(arylene ether)s was lowered by the strong electron-withdrawing group, per-fluorinated biphenyl residue. Therefore higher temperature, more chloromethylation reagent, and longer reaction time were needed in the chloromethylation of FPAEs. Because of the hydrophobicity of fluorine, the swelling of FPAEs was depressed. In the FPAE-based AEMs, the water uptake of FPAE-1 membrane(F-1) was just 30%. There is a strong correlation between water uptake and conductivity for both Udel- and FPAE-based AEMs. Among all the membranes, the water uptake and the conductivity of FPAE-3 membrane(F-3) could reach up to 100% and 13.47 mS/cm respectively at 30 ℃. The mechanical properties of FPAE-based AEMs at room temperature were worse than those of Udel-based ones because of the weak intermolecular interaction caused by the low polarizability of fluorine. However, their high temperature mechanical properties are better, which can be explained in terms of low swelling.  相似文献   

12.
The authors presented a novel synthetic route for the imidazolium functionalized poly(arylene ether ketone)s, derived from an engineering plastics polymer, a poly(arylene ether ketone) with 3,3',5,5'-tetramethyl-4,4'-dihydroxybiphenyl moiety(PAEK-TM). The preparation of anion exchange membranes comprised converting benzylic methyl groups to bromomethyl groups by a radical reaction, followed by the functionalization of bromomethylated PAEK with alkyl imidazoles, i.e., methyl, butyl or vinyl imidazole. The structure of imidazolium functionalized PAEK was proved by 1H NMR spectra. A class of flexible and tough membranes was then achieved by subsequent film-forming and anion exchange processes. The water uptake and hydroxide conductivities of membranes are comparable or superior to those of quaternary ammonium(QA) anion exchange membranes. This work demonstrated a new route for non-QA anion exchange membrane design, avoiding the chloromethylation reagent and precisely controlling the degree and location of imidazolium groups.  相似文献   

13.
Ion segregation is critically important for achieving high ion conductivity for anion exchange membranes(AEMs).Herein,a new bisphenol monomer bearing ten electron-rich phenyl groups was designed and polymerized with various amounts of electron-deficient 4,4′-dihydroxydiphenylsulfone and 4,4′-difluorobenzophenone to yield dense and selective reaction sites for chloromethylation and quaternization.As the most challenging step,chloromethylation was optimized by tuning the reaction temperature,reaction time,and reactant ratios.Ion exchange capacity,water uptake,anion conductivity,mechanical stability,and alkaline stability of the resulting AEMs were characterized in detail.It is found that chloromethylation reaction needed to be carried out at low equivalent of chloromethylation agents to avoid undesirable crosslinking.The QA-PAEKS-20 sample with an IEC of 1.19 mmol·g^-1 exhibited a Cl^–conductivity of 11.2 mS·cm^-1 and a water uptake of 30.2%at80°C,which are promising for AEM applications.  相似文献   

14.
制备了基于磺化聚芳醚砜(SPAES)及聚醚砜(PES)的填充型复合质子交换膜, 研究了其吸水率、 尺寸变化、 热-机械特性、 质子电导率、 甲醇透过性及稳定性等性能. 通过浸入沉淀相转化法, 采用磺化度分别为30%(S30), 40%(S40)及50%(S50)的SPAES与PES制备了系列微孔型复合质子交换膜 Sx-y(x为SPAES的磺化度, y为SPAES的质量分数); 然后利用真空抽滤法在微孔中填充S50制备了相应的填充型复合质子交换膜Sx-y+F50. 结果表明, 由于微孔的引入及皮层结构的存在, Sx-y膜在低离子交换容量(IEC)条件下仍具有较高的电导率、 优良的机械强度、 优异的化学稳定性及较低的甲醇透过性. 经S50填充后, Sx-y+F50膜的IEC及电导率明显提升, 甲醇透过率大幅下降, 但机械强度及化学稳定性未见劣化. 其中S30-40+F50膜(IEC=0.69 mmol/g)的综合性能最佳, 其质子电导率在90 ℃水中达到50.4 mS/cm; 经140 ℃水处理24 h后失重率仅为8.2%, 质子电导率降低仅9%; 经过芬顿试剂(3% H2O2, 20 mg/L FeSO4, 80 ℃, 1 h)处理后失重率仅为0.66%; 甲醇透过率仅为6.8×10-8 cm2/s.  相似文献   

15.
A series of comb-shaped poly(arylene ether sulfone)s containing pendant 2-methyl-3-alkylimidazolitun group(ImPAES-Cx,x=1,6,10)was prepared and characterized as novel anion exchange membranes.These Im-PAES-Cx membranes were obtained by benzylic bromination and imidazolium functionalization.The characteristic nano-phase separation structure was formed in membranes with longer alkyl side chains,as confmned by small-angle X-ray scattering.The nano-phase separation structures endowed ImPAES-Cx membranes with improved ionic conductivity,dimensional stability(at least 60% decrease water uptake and swelling ratio at 60℃)and mechanical properties,together with excellent alkaline stability.Especially,ImPAES-C6 membranes possessed enhanced hydroxide conductivity and chemical stability simultaneously.These results suggest that it is a feasible strategy to introduce appropriate length of alkyl side chains into anion exchange membranes(AEMs)to improve the performance.  相似文献   

16.
利用4,4?-二氟二苯砜(DFDPS)、9,9?-双(4-羟苯基)芴(BHPF)、2,2?-二(4-羟基苯基)丙烷(双酚A)及4,4?-(六氟异丙叉)双酚(双酚AF)为原料,制备了2类具有不同主链刚性的聚醚砜材料.以聚醚砜及其氯甲基化产物按一定质量比采用溶液浇铸法,制备了2类新型共混阴离子交换膜,并避免了成膜过程中的相分离现象.在高分子主链上通过引入双酚芴(BQPAES系列)及双酚A(BQPES系列)结构调整主链的刚性,探讨了主链刚性对性能的影响;表征了共混膜的离子交换容量(IEC)、吸水及溶胀特性与离子电导率,并考察了它们的耐水解和耐碱稳定性.结果表明:2种聚合物相容性良好,共混膜质地均一,柔韧透明,吸水率和溶胀率适中,均随着温度的升高逐渐增加、随着聚醚砜含量增加逐渐减小;在90?C时,离子电导率最高达到89 m S/cm.经过沸水处理24 h后,均保持高机械强度,失重率低于5%;经2 mol/L的Na OH溶液30?C处理168~240 h后离子电导率仍可保持65%~80%.由于含双酚芴结构的高分子主链具有更高的刚性,在类似IEC条件下,BQPAES膜显示了比BQPES膜更好的尺寸稳定性和化学稳定性,同时维持了较高的电导率水平.由此表明,复合处理及适度提高高分子主链的刚性,有利于提高膜的性能.  相似文献   

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