全氟磺酸膜的离子选择性

研究了Ｎａｆｉｏｎ１１７膜（一种全氟磺酸膜）对阳离子的选择性,测定了含Ｋ＾＋,Ｎｉ＾２＋及Ｆｅ＾３＋的Ｎａｆｉｏｎ１１７膜的离子选择性系数,实验发现含Ｈ＾＋,Ｋ＾＋,Ｐｂ＾２＋,Ｎｉ＾２＋,Ｃｏ＾２＋,Ｆｅ＾３＋等离子的膜都能较好符合Ｎｅｒｎｓｔ响应。膜对一价离子的选择性优于二价及三价离子。     

全氟磺酸离子交换膜的制备与性能研究

采用四氟乙烯、六氟丙烯和全氟磺酰基乙烯基醚共聚合成了全氟磺酸离子交换树脂,通过溶液浇铸法将其制成全氟磺酸离子交换膜(PSALM)。PSALM膜显示出优良的力学性能、电化学性能以及化学稳定性。TGA测试结果表明,PSALM膜的初始热分解温度超过400℃;DSC测试结果显示,膜中存在微观相分离,该膜具有三个热转变温度,分别对应于非晶区、离子簇区和结晶区。     

全氟磺酸离子交换重铸膜的结构与性能研究

本文研究全氟磺酸离子交换重铸膜的结构、性能并与Nafion 膜进行比较 .结果表明 :重铸膜FYM 115 0与Nafion 膜的成分相同 ,但它们具有不同的结构 ,FYM 115 0干膜中含有部分 5 0～30 0nm不贯穿断面的小孔 ,而Nafion112干膜为无孔密实结构 ;FYM 115 0的力学性能优于Nafion 膜 ;受多孔结构的影响 ,在高电流密度端 ,使用FYM 115 0制备的膜电极 ,其电池性能也优于Nafion112膜     

全氟磺酸质子交换膜的溶解及再铸膜性能分析

全氟磺酸树脂溶液在质子交换膜燃料电池和电化学中很有用途 .利用二甲基亚砜 ,在 170～ 180℃和氮气保护的条件下对Nafion 115进行了溶解实验 ,获得了两种膜溶液 .利用膜溶液制得了再铸膜 ,并测定了再铸膜的交换容量、含水率和电导率等 .结果表明 :再铸膜的交换容量、含水率和电导均低于其母膜Nafion 115 ,说明在溶解过程中有部分磺酸集团被破坏     

新形态全氟磺酸树脂催化剂研究进展

全氟磺酸树脂是绿色固体酸催化剂，对许多反应有较好的催化活性和选择性。但由于全氟磺酸树脂比表面较低，埋没在氟碳基体中的酸性中心不易被反应物所接近，质量比活性低。本文对近年来新形态全氟磺酸树脂，如多孔、负载化、纳米复合物及其改性的全氟磺酸树脂的催化作用进行了综述，文献结果表明全氟磺酸树脂纳米复合物对很多有机合成反应具有很高的催化活性。     

全氟磺酸型阳离子交换膜中氯离子和氢氧离子的扩散系数

在不同温度下,Nafion膜的氢氧离子扩散系数与氯离子的扩散系数之间具有相关性。在33种不同化学处理和物理处理的全氟磺酸型膜中,观察到氢氧离子和氯离子之间存在着D_(OH)~-=-7.82×10~(-10)+3.43D_(Cl)~-的关系。我们认为这种相关性,起因于离子的淌度之间的相关性。     

全氟型磺酸酯亲核反应的研究

以3-氧杂多氟烷烃磺酰氟XCF₂OCF₂CF₂SO₂F为原料,顺序经磺酸钾、磺酸、磺酸酐再裂解制得了全氟烷基3-氧杂全氟戊烷磺酸酯XCF₂OCF₂CF₂SO₃CF₂CF₂OCF₂X(1)(X=ICF₂,1a;X=ClCF₂,1b;X=HCF₂,1c;X=Cl₂CF,1d),1极易和多种亲核试剂反应,其中催化量的卤离子和硫氰根离子即可定量地将1分解成相应的磺酸氟和酸氟。     

直接甲醇燃料电池用阻醇全氟磺酸复合质子交换膜

全氟磺酸膜(如杜邦公司生产的Nafion系列产品)作为质子交换膜广泛应用于直接甲醇燃料电池,但其存在着燃料甲醇渗透率高的缺陷,是阻碍直接甲醇燃料电池应用的主要问题之一。本文介绍了直接甲醇燃料电池用阻醇全氟磺酸复合质子交换膜的最新研究进展,比较了各类无机、有机添加物对复合膜甲醇渗透率、质子电导率以及电池性能的影响,并讨论了添加物对全氟磺酸质子交换膜甲醇、质子传递的影响机理。此外,针对大多数复合膜以牺牲质子电导来抑制甲醇渗透的问题,对如何提高复合膜质子对甲醇选择性及其未来发展趋势提出了一些设想。     

全氟和多氟烷基磺酸的研究 ⅩⅦ.全氟烷磺酸二氟甲酯及其反应

和R_FSO_3CH_2R(1)及R_FSO_3CF_2R′_F(2)不同,R_FSO_3CF_2H(3)(RF=CF_3,3a;ICF_2CF_2OCF_2CF_2,3b;Cl_2CFCF_2OCF_2CF_2,3c;ClCF_2CF_2OCF_2CF_2,3d)和亲核试剂的反应较为复杂。除X-(X=F,Cl,I)及C_2H_5OH与3反应时只发生C—O键断裂外,其它试剂如RCO_2~-,C_6H_5S~-等既可进攻硫原子又可进攻碳原子,但以前者为主,碱性较强的试剂如RO~-还可夺取二氟甲基的氢原子而产生二氟卡宾,在3中由于甲基碳上存在两个氟原子,确实有着一定的屏蔽作用,因此阻碍了某些试剂对它的亲核进攻,但由于这个碳上还连有一个氢原子,所以这种屏蔽作用并不完全。     

全氟和多氟烷基磺酸的研究XVIII.全氟烷磺酸二氟甲酯及其反应

和RFSO3CH2R(1)及RFSO3CF2RF'(2)不同,RFSO3CF2H(3)(RF=CF3,3a;ICF2CF2OCF2CF2,3b;Cl2CFCF2OCF2CF2,3c;ClCF2CF2OCF2CF2,3d)和亲核试剂的反应较为复杂。除X[-](X=F,Cl,I)及C2H5OH与3反应时只发生C-O键断裂外,其它试剂如RCO2[-],C6H5S[-]等既可进攻硫原子又可进攻碳原子,但以前者为主。碱性较强的试剂如RO[-]还可夺取二氟甲基的氢原子而产生二氟卡宾。在3中由于甲基碳上存在两个氟原子,确实有着一定的屏蔽作用,因此阻碍了某些试剂对它的亲核进攻,但由于这个碳上还连有一个氢原子,所以这种屏蔽作用并不完全。     

在全氟溶剂中全氟辛基磺酸稀土金属盐催化合成缩醛

氟两相催化;全氟辛基磺酸稀土金属盐;全氟溶剂;缩醛     

外电场作用下水化聚全氟磺酸钾膜中水分子的电渗迁移

用分子动力学模拟方法研究外电场(简称电场)作用下水化聚全氟磺酸钾膜中水分子的电渗迁移运动,并分析探讨膜的结构与水分子的电渗迁移特性的关系.结果表明,无外加电场时水分子和K+的速度都服从麦克斯韦分布;施加适当电场时,水分子和K+在垂直电场方向上的速度分量仍服从麦克斯韦分布,但平行电场方向上的速度分量则服从峰值漂移的麦克斯韦分布.并且,峰值漂移速度可作为水分子和K+的平均迁移速度的近似值,从而计算得到水分子的电渗系数.结果还显示,K+第一配位层内平均含有约4.04个水分子,它们的平均迁移速度只有K+的57%.这部分水分子贡献的电渗迁移系数为总电渗迁移系数(2.97)的77%.     

全氟辛酸、全氟辛基磺酸乙醇胺盐表面活性剂的性质研究

通过测试表面张力、泡沫性质与粘度性质,研究全氟辛酸乙醇铵/二乙醇铵/三乙醇铵和全氟辛基磺酸乙醇铵/二乙醇铵/三乙醇铵的性质。实验表明,反离子对全氟辛酸盐和全氟辛基磺酸盐表现出相同规律的影响,这种影响体现在反离子的疏水性和空间体积两个方面,分别导致了cmc顺序:乙醇铵二乙醇铵三乙醇铵,以及与之相反的γcmc顺序:乙醇铵二乙醇铵三乙醇铵。粘度大小顺序为:乙醇铵二乙醇铵三乙醇铵,有机反离子的粘度要大于无机反离子。这与分子量、氢键大小的关系是一致的。总体来说发泡能力:乙醇铵二乙醇铵三乙醇铵,这和γcmc的顺序相符。有机反离子的发泡能力要高于无机反离子。另外,对于同种反离子,全氟辛基磺酸盐的胶束化能力、粘度和发泡能力均明显高于全氟辛酸盐,但是全氟辛基磺酸盐的γcmc要略高于全氟辛酸盐。通过量子化学计算表明分子结构中磺酸根头基的负电荷要小于羧酸根,这样表面活性剂全氟辛基磺酸根的头基与反离子的结合能力要弱于全氟辛酸根,从而导致了溶液表面吸附层中全氟辛酸盐在反离子的协同作用下排列更为紧密。     

丙烯酸改性聚醚砜中空纤维渗透汽化膜的研究

采用自由基聚合反应制备了丙烯酸接枝改性的聚醚砜中空纤维渗透汽化膜,该膜用于醇／水分离获得了良好的效果。结果表明,通过改变聚合单体的浓度可以控制膜的接枝率,并调节膜的选择性和通量。改性膜的红外光谱和电镜分析结果表明：膜的接枝反应主要发生在中空纤维膜的内表面,膜的外表面接枝程度很低。力学性能测试表明接枝后膜的拉伸强度减弱。     

全氟磺酸锂电导率式湿度传感器

以碳纸为电极,Nafion溶液再铸薄膜为感湿材料,并用氯化锂将膜转换成Li+型,制备了固体聚合物电解质湿度传感器.测定了不同相对湿度下,传感器的电导率响应与相对湿度之间关系.结果表明:在相对湿度为10%～97%范围内,传感器的电导率响应对数与相对湿度之间成良好的线性关系,线性度为0.997;传感器响应的时间为40s左右;于200h内稳定性和重复性良好.     

全氟磺酸功能化碳纳米管的制备及其催化性能

采用全氟磺酸-全氟乙烯共聚物的液相沉积方法制备了全氟磺酸功能化碳纳米管催化剂,利用N2吸附、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、傅里叶变换红外光谱以及酸碱滴定等方法对材料的结构和酸性进行了表征,考察了温度和溶剂对催化剂稳定性的影响.结果表明,催化剂在极性和非极性溶液中均十分稳定,并且具有良好的热稳定性,使用温度可达300°C.该催化剂在对苯二酚与叔丁醇的烷基化反应中表现出优异的催化性能,其催化活性与稳定性均高于聚苯乙烯磺酸功能化的碳纳米管催化剂.     

全氟磺酸树脂Nafion NR50溶解的制备

研究了全氟磺酸树脂NafionNR50溶液的制备过程,通过考察不同的溶剂 体系,得到了5种对NafionNR50具有良好溶解作用的溶剂体系,即40％－70％水＋60％－30％乙醇、40％－70％水＋60％－30％正丙醇、10％－70％水＋90％－30％异丙醇、30％－70％水＋60％－20％正丙醇＋10％甲醇和10％－70％水＋80％－20％异丙醇＋10％甲醇。适宜的溶解温度为230－250℃,溶解时间为4h。在溶解的过程中,NR50催化醇发生异构化、醚化和脱水等反应,甲醇起到促进NR50溶胀进而加速其溶解的作用。     

全氟磺酸酯在合成上的新应用

本文综述并讨论了R~FSO_3R(R=三烷基硅,烷基,正卤,二烷基硼,Ag~(+1)等)在有机合成中的应用。     

丙烯酸β-羟丙酯与聚氯乙烯膜的紫外光接枝改性

采用液相接枝方法 ,在紫外线辐照下 ,合成了一系列丙烯酸 β-羟丙酯 (β -HPAT) /聚氯乙烯接枝膜。讨论了引发剂浓度、单体浓度、光照时间、光照强度对接枝率的影响。结果表明 ,引发剂浓度为 6 .5 1× 10 -3 mol/L ,单体浓度 2 .0mol/L ,光照时间为 2 .0h ,且光照强度越强时 ,接枝率最大。接枝膜的结构特征通过FT -IR光谱进行了确证 ,最后 ,对接枝膜进行TGA分析 ,结果表明聚氯乙烯经过表面改性后 ,表面极性增大 ,热稳定性大大提高。     

全氟烷基碘化物的脱碘亚磺化反应和合成全氟磺酸的新方法

我们在工作中发现亚硫酸钾水溶液与1的正常反应产物是2^[1],但加二氧六环于上述反应体系后发生了一个不同的反应,得到另一个产物3,即:3是熔点286℃的无色结晶,IR:1010cm^-1;¹⁹FNMR:δ_CFCl3为82.0,133.4ppm,这两个核磁共振吸收峰均为单峰并强度相等。元素分析与氧化还原滴定也符合3的结构。这一反应条件温和,产率及选择率都高达90%。因为这种反应未见文献报道,我们建议称之为“脱碘亚磺化反应”,它具有自由基反应的性质。