原位溶胶-凝胶法制备磺化聚苯醚/溴化聚苯醚共混杂化离子膜

文章利用有机高分子聚合物溴化聚(2,6-二甲基-1,4-苯醚)(BPPO)、γ-胺丙基三乙氧基硅烷(A1100)以及二甲胺水溶液反应,再与聚合物磺化聚(2,6-二甲基-1,4-苯醚)(SPPO)共混,通过原位溶胶-凝胶法制备酸碱对杂化膜。该膜具有较好的热稳定性和化学稳定性、较高的离子交换容量以及质子电导率。合适质量分数的A1100所制备膜的离子交换容量值为1.47mmol/g、水质量分数为22%、拉伸强度为47.0 MPa,断裂伸长率为37%,质子传导率为0.027S/cm。与一般的杂化膜相比,该离子膜引入了酸碱对的作用,因此对膜的稳定性及质子传导率方面有显著的影响。     

磺化聚苯醚/多烷氧基硅共聚物杂化离子膜的制备及性能研究

文章利用聚(对氯甲基苯乙烯-γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)(poly(VBC-co-γ-MPS))与磺化聚(2,6-二甲基-1,4-苯醚)(SPPO)进行共混和原位溶胶-凝胶(sol-gel)反应,再与二甲胺水溶液反应,制备得到酸-碱对有机-无机杂化离子膜。该膜具有较高的热稳定性、化学稳定性、离子交换容量以及质子电导率。合适摩尔分数的poly(VBC-co-γ-MPS)制备的膜的离子交换容量值为2.15mmol/g,水质量分数为80%,拉伸强度为13.4MPa,断裂伸长率为26%,质子传导率为0.086S/cm。与一般的杂化膜相比,膜的稳定性及质子传导率有显著提高。     

三磺化聚二氮杂萘酮醚氧膦质子交换膜的合成及性能

以直接缩聚法将4-(4’-羟苯基)-2,3-二氮杂萘酮、二(4-氟苯基)苯基氧膦和二(3-磺酸钠-4-氟苯基)-3’-磺酸钠苯基氧膦引入到聚合物主链,通过改变磺化单体的比例,得到一系列不同磺化度的三磺化聚二氮杂萘酮醚氧膦聚合物.分子中的二氮杂萘酮基团和磺酸基团的分布方式使相应的聚合物膜具有适当的吸水率、优异的尺寸稳定性和耐氧化性.尤其是高磺化度的膜在具有较高电导率的同时仍能保持较低的溶胀和突出的耐氧化稳定性.     

EVOH质子交换膜的制备及表征

以碳酸钾为催化剂由乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)与1,3丙烷磺酸内酯(PS)的磺化反应制得离子聚合物(EVOH-g-SO3K),该离子聚合物透析后通过流延法成膜得到质子交换膜(EVOH-g-SO3H).探讨了离子交换容量(IEC)对质子交换膜传导率的影响,当K2CO3/PS摩尔比为1:2,PS用量为0.03mol,IEC=0.67mmol/g时电导率达到最大值0.003S/cm;研究了S-EVOH与EVOH溶液共混后其质子传导率的变化,当S-EVOH/EVOH的质量比为7∶3时电导率可达到0.012S/cm.研究了质子交换膜的质子传导率,离子交换容量(IEC),热学方面的性能.     

含砜基磺化聚酰亚胺的合成及其质子导电率和耐水性

合成了一种新型的含有砜基的磺化二胺单体4,4’-二(4-氨基苯氧基)二苯砜-3,3’-二磺酸(BAPPSDS)以及相应的具有不同离子交换容量(IEC)的磺化聚酰亚胺.所制得的聚合物具有良好的溶解性、成膜性及很高的热稳定性,在高相对湿度下及水中这些磺化聚酰亚胺膜显示出较高的质子导电率(与Nafion 117相当).膜的耐水性与其IEC值及磺化二胺单体的构型有关,降低膜的IEC值和使用线型磺化二胺单体可以极大地提高膜的耐水性.得到了既具有较高的质子导电率又有良好耐水性的磺化聚酰亚胺膜.     

磺化聚砜/Nafion复合膜的制备及其性能表征

用磺化聚砜(SPSF)对Nafion膜改性,制备了一系列不同SPSF含量的复合膜,对制备的复合膜进行了红外光谱、甲醇渗透性和质子电导率的测试。实验结果表明,用SPSF对Nafion膜改性后,可以有效提高Na-fion膜的阻醇性能。当膜中SPSF含量为5%时(SPSF5%),复合膜表现出最佳阻醇效果。复合膜的质子电导率随膜中SPSF含量的增加而下降,SPSF 5%膜在室温下水平方向质子电导率是7.7×10-2S cm-1,与Nafion 112相比下降不大。     

含咪唑基磺化聚酰亚胺质子交换膜的制备及性能

将1,4,5,8 萘四酸二酐（NTDA）与不同的磺化二胺单体、5 氨基 （2 对氨基苯）苯并咪唑（APABI）及9,9’ 对(4 氨基苯基)芴（BAPF）在间甲酚介质中进行缩聚，通过控制磺化二胺与其他二胺单体的摩尔比，合成了一系列具有不同离子交换容量（IEC）的含咪唑基磺化聚酰亚胺（Im SPI）.同时，用溶液浇注法制得了具有良好机械强度的磺化聚酰亚胺薄膜，这些磺化聚酰亚胺薄膜在较高的相对湿度下显示出与Nafion112相当甚至更高的质子导电率，咪唑基的引入显著提高了膜的抗自由基氧化性，但膜的耐水性没有明显变化.     

基于磺化聚芳醚砜／交联聚丙烯酰胺的semi-IPN质子交换膜的制备及性能

以4,4,-二氟二苯砜、4,4,-联苯二酚、3,3’二磺化-4,4’-二氟二苯砜钠盐为原料,经亲核取代共聚反应,合成了磺化聚芳醚砜（SPAES）聚合物。以偶氮二异丁腈为引发剂,丙烯酰胺、N,N-亚甲基双丙烯酰胺为原料,经自由基聚合合成了交联聚丙烯酰胺（CPAM）,利用溶液浇铸法制备了-系列半互穿聚合物网络结构质子交换膜（semi—IPN—SPAES／CPAM）。研究了该系列膜的离子交换容量、吸水率、尺寸变化率、质子导电率及水解稳定性。结果表明,该类质子交换膜具有较低的吸水率、良好的尺寸稳定性、较高的质子导电率及水解稳定性。与不含semi—IPN结构的SPAES膜相比,semkIPN—SPAES／CPAM膜在低湿度条件下的质子导电率有了大幅度的提升。     

P(AMPS-SR)质子交换膜的制备与性能表征

通过引发自由基聚合得到了AMPS和SR单体的共聚物溶液,经过流延干燥成膜得到的PAS膜,其中具有醚氧基团的单体SR作为对质子有溶剂化作用的组分,含有磺酸基团的AMPS作为质子源.对膜的性能进行了初步测试表征.在高温低湿度的条件下质子电导率最高达到6.26×10-4 S/cm.     

双取代咪唑离子液体与杂多酸复合质子导体的研究

以离子液体1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二氢盐(BMIMH2PO4)与杂多酸,即磷钨酸(PWA)和硅钨酸(SiWA)为原料,制备了非水复合质子导体.研究了该复合质子导体在80～180℃不加湿条件下的电导率,探讨了PWA/BMIMH2PO4复合体系的质子传导机理.研究表明,在PWA/BMIMH2PO4中掺杂P2O5可以提高体系的质子电导率,而共存的离子液体具有促进质子传导的作用.在160℃非水条件下,当PWA与BMIMH2PO4摩尔比为1∶3时,复合质子导体PWA/BMIMH2PO4的电导率为2.6×10-3S/cm,而掺杂P2O5的质量分数为10%时,PWA/BMIMH2PO4/P2O5的电导率则...     

基于磺化聚芳醚砜的共混质子交换膜制备及性能

为了提高磺化聚芳醚砜(SPAES)类质子交换膜的质子导电率及尺寸稳定性,制备了一系列N型(或T型)SPAES共混质子交换膜.采用共混方式,利用具有不同离子交换容量(IEC)的磺酸钠盐(或磺酸三乙胺盐)型SPAES进行了制备.通过测试得到共混膜的膜面方向及厚度方向的尺寸变化率.采用电化学阻抗光谱技术测定共混膜在平面方向的质子导电率.结果表明:T型共混膜的共混性高于N型共混膜;共混膜的尺寸稳定性明显增强,如IEC为2.07 meq/g的TS0共混膜在30℃水中膜平面方向及厚度方向的尺寸变化率仅为0.14和0.15;共混膜在温度60℃相对湿度30％～100％下质子导电率(8～247 mS/cm)与纯SPAES膜相当.     

原位聚合酸碱共混质子交换膜的制备及性质

为了降低磺化聚醚醚酮(SPEEK)的溶胀性和甲醇渗透性,采用原位聚合的方法,将具有良好溶解性的聚苯并咪唑(PBI)中间体-聚甲亚胺(PAM)预聚物加入到SPEEK基体中,在一定条件下原位反应使PAM相对分子质量增加,通过氧化得到SPEEK/PBI酸碱共混膜。研究发现:PBI的引入有效地降低膜的溶胀性和甲醇渗透性。随着PBI含量的增加,质子电导率逐渐降低,当PBI含量为5%时,共混膜70℃时电导率可以达到205 mS/cm,与该温度下Nafion117(200mS/cm)相当。当PBI含量在9%~10%范围内,共混膜具有相对较好的综合性能。     

成膜温度对磺化聚醚醚酮质子交换膜性能的影响

以浓硫酸为磺化试剂制备相同磺化度的磺化聚醚醚酮(SPEEK),采用等体积的水/醇混合溶剂通过溶液成膜的方法制备SPEEK质子交换膜,采用交流阻抗法、扩散池法评价膜的质子传导能力和阻醇性能,探讨溶液成膜温度对质子交换膜性能的影响规律。结果表明,采用水/醇混合物为溶剂的质子交换膜,随着成膜温度的提高,膜的吸水率、溶胀率、质子电导率和甲醇渗透率均降低。     

PAA碱性聚合物电解质电化学稳定性及其在镍氢电池中的应用

采用溶剂法制备了聚丙烯酸(PAA)-KOH碱性聚合物电解质薄膜.循环伏安(CV)和激光拉曼光谱(Raman)结果表明,该电解质膜具有较好的电化学稳定性.交流阻抗(EIS)结果表明,随着KOH含量的增加,该薄膜的离子电导率先增大后减小.当PAA:KOH的质量比为10:21时,薄膜电导率最大,为2.7×10-2S/cm.将该薄膜应用于以AB3金为负极活性物质的镍氢二次电池中.结果表明,与以KOH水溶液为电解质的电池相比,聚合物电池具有更优的循环寿命,但倍率性能仍需改善.     

杂多酸掺杂PAN-SiO2复合质子交换膜的研究

采用溶胶-凝胶法制备了杂多酸掺杂聚丙烯腈-二氧化硅(PAN-SiO2)复合质子交换膜,并研究了其质子导电性能、保水能力和抗化学氧化性能.研究结果表明,该有机/无机复合质子交换膜的室温质子电导率为10-6S.cm-1左右,SiO2和杂多酸的加入使得该复合膜可以在较高温度下使用,而且随着温度的升高质子电导率可提高1~2个数量级,在140℃的中温工作条件下质子电导率则可达10-4S.cm-1.同时SiO2和杂多酸的加入能有效提高中温条件下该复合膜的保水率.与纯聚合物相比,复合膜的抗化学氧化能力显著提高.     

PVA-PAA-KOH碱性凝胶聚合物电解质薄膜的研究

由聚乙烯醇(PVA)和聚丙烯酸(PAA)成功制备了PVA-PAA-KOH碱性凝胶聚合物电解质薄膜.XRD结果表明,PAA和KOH的加入,有效降低了PVA的结晶程度,并使得该薄膜处于无定形态.交流阻抗结果表明,该薄膜的电导率随着PVA含量的增加而减小.当薄膜组成为PVA:AA:KOH=10:50:40(质量比)时,其室温电导率最大,为2.4×10-2S/cm.循环伏安(CV)和激光拉曼光谱结果表明,该电解质膜具有较好的电化学稳定性.以此薄膜为电解质组装聚合物镍氢二次电池,结果表明,与碱性水溶液为电解液的电池相比,该聚合物电池具有较优的循环寿命,低倍率放电性能良好.     

磺化聚芳醚腈砜酮热、氧化及水解稳定性能研究

将自制二氮杂萘酮类双酚(DHPZ),与自制的磺化4,4'-二氯二苯砜(SDCS、商用2,6-二氯苯腈(DCBN)及4,4'-二氟二苯酮(DFK)进行高温缩合共聚合反应,合成了一系列磺化度可任意调控的新型磺化聚芳醚腈砜酮(SPPENSKs)共聚物.采用热失重分析仪(TGA)分析得到磺化度0.80的SPPENSK的5%热失重温度为455.0℃.把此系列聚合物溶解在N-甲基吡咯烷酮(NMP)中,刮制成膜·研究了SPPENSKs膜的热稳定性、水解稳定性、抗氧化等性质以及离子交换容量IEC等.研究结果表明新型磺化聚合物膜有良好的耐热稳定性、水解稳定性及抗氧化稳定性等.SPPENSK-80膜的IEC为1.32 mmol/g,高于Nafion1135的IEC(0.91 mmol/g).     

磷酸化环氧树脂/聚乙烯醇交联膜研究

以双酚A环氧树脂(DGEBA)与聚乙烯醇(PVA)为原料,按一定的配比共混成膜后热交联.探讨了交联对膜的溶解性、力学性能、热稳定性和抗氧化稳定性的影响.用多聚磷酸对交联膜进行磷酸化,引入质子传导基团,并表征了磷酸化膜的离子交换容量,抗氧化稳定性和导电率.通过溶解性测试和热重分析证明了交联反应的成功,通过拉伸测试和热重分析证实了交联在一定程度上改善了膜的力学性能,提高了热稳定性,且交联膜在Fenton's试剂中浸泡60h后其残余质量达70％以上;通过元素分析证实了磷酸化的成功,DGEBA/PVA交联膜中,30％DGEBA、磷酸化时间为50 min的膜在室温和100％湿度下的电导率最高达到了0.126 S/cm.     

聚苯胺合成的热动力学及其在电解电容器中的应用

用热动力学方法测量聚苯胺(PANI)合成过程的动力学参数,证明其反应第二阶段为一级反应.在20.0℃,以十二烷基苯磺酸(DBSA)为掺杂剂和乳化剂,反应速率常数为1.18×10-3 s-1,该反应的活化能为56.52kJ/mol.以四探针仪测得PANI粉末的电导率为6.51×10-5 S/cm,经二次掺杂后测得其薄膜电导率为2.26S/cm.以PANI制成的固体铝电解电容器其电容量可达到3.243 1μF,最高使用温度可达到100℃,具有较好的稳定性和频率性能.     

含硅磺化聚苯乙烯/丙烯酸酯质子交换膜的合成与表征

利用乳液聚合技术设计并制备了含硅磺化聚苯乙烯/丙烯酸酯纳米乳胶粒子,并用红外光谱和粒度分布仪分别对其结构和粒径进行了表征.同时用含硅磺化聚苯乙烯/丙烯酸酯纳米乳胶制备了质子交换膜,考察了质子交换膜的热稳定性、离子交换容量、吸水率及质子传导率等各种性能.结果表明,这种膜具有优异的热稳定性(5％热失重温度为288℃)和较好...