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。     

亲水PTFE增强SPEEK复合膜制备及其在PEMFC中应用

以多孔聚四氟乙烯(PTFE)为基底层和支撑层,制备了PTFE增强的磺化聚醚醚酮(SPEEK)复合膜,并将其成功应用于氢氧质子交换膜燃料电池(PEMFC)中.为了提高磺化聚醚醚酮与多孔聚四氟乙烯之间的结合状态,本实验使用萘钠溶液对PTFE进行了亲水处理(简写为trPTFE).实验结果表明,经亲水处理后的trPTFE与SPEEK间的结合性大大提高,且SPEEK更容易浸入到trPTFE基底层中.由于trPTFE的增强作用,复合膜显示出更优异的机械性能,因此可以使用更薄的膜进行燃料电池评价,从而使单电池表现出更好的输出性能.     

含可交联基团的磺化聚醚醚酮/改性石墨烯复合膜的制备及性能研究

以含可交联基团的磺化聚醚醚酮(SPEEK)为基体材料,通过分别添加一定比例的氧化石墨烯(GO)和磺化石墨烯(SGO)制备了SPEEK/GO及SPEEK/SGO复合膜,并通过各种性能测试对其进行了对比研究.结果表明:与纯SPEEK膜相比,SPEEK/GO及SPEEK/SGO复合膜具有更优异的热稳定性能;其阻醇性、质子传导...     

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。     

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.     

磺化聚醚醚酮的合成工艺优化及表征

针对文献中聚醚醚酮磺化浓硫酸用量过大的问题,通过正交实验设计,详细考察影响聚醚醚酮磺化的各因素间的主次关系,并用红外光谱和酸碱滴定方法对磺化聚醚醚酮进行表征。结果发现温度对聚醚醚酮磺化影响最大,其次是时间,最后是聚醚醚酮与浓硫酸之间的比例。优化的磺化工艺中1 g聚醚醚酮所使用的浓硫酸不足7ml,此值仅为文献中数据的7%～30%。     

磺化聚苯胺性能的研究

本文利用 30 %发烟硫酸磺化聚苯胺 ,聚苯胺经发烟硫酸磺化后 ,在其苯环上带上磺酸基团 -ＳＯ3 -.由于苯环侧链上磺酸基团 -ＳＯ3 -的引入 ,使得聚苯胺的溶解性能、导电等性能得到改善 ,并讨论了磺化后聚苯胺性质的变化 .1　实验部分1 1　本征态聚苯胺 (ＰＡＮＩ)的合成将含 1 1 .5ｇ和过硫酸胺的 1ｍｏｌ盐酸溶液缓慢加入到预冷到 0 - 4℃的装有经 2次减压蒸馏的分析纯苯胺单体 9.4ｍＬ和 2 0 0ｍＬ 1ｍｏｌ盐酸的三口瓶中 ,在冰浴连续反应 5- 6ｈ ,溶液为墨绿色 ,过滤 ,依次用 1ｍｏｌ/Ｌ盐酸、蒸馏水洗涤 .再用丙酮抽提 ,在 80℃真空烘箱…     

磺化聚醚醚酮/磷酸锆复合质子交换膜的制备及性能

采用溶胶-凝胶法原位生成磷酸锆,制备磺化聚醚醚酮／磷酸锆复合质子交换膜。采用扫描电镜观察复合膜的断面形貌;采用热重分析仪研究复合膜的热稳定性;采用气相色谱测量并计算了复合膜的阻醇性;采用交流阻抗法测量复合膜的质子传导率;同时还研究复合膜的吸水率、尺寸稳定性。研究结果表明：复合膜中磷酸锆呈无定形状态,与有机基体结合紧密;随着磷酸锆含量的增加,复合膜的热稳定性、尺寸稳定性和阻醇性能提高,吸水率降低,当磷酸锆含量（质量分数）为30％时,复合膜的甲醇渗透系数比磺化聚醚醚酮（sPEEK）膜降低47．5％;在100％相对湿度下,复合膜的稳定温度随磷酸锆的含量增加而升高,含磷酸锆20％以上的复合膜在80℃时仍稳定;质子传导率在低温下略有降低,但随温度的升高,质子传导率有所增加,当温度为80℃时,质子传导率与Nafion115膜的传导率相当。     

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.     

用于直接甲醇燃料电池的交联型SPEEK/SiO_2杂化质子交换膜

为提高用于直接甲醇燃料电池的质子交换膜的尺寸稳定性,制得交联型杂化膜。通过将磺化聚醚醚酮(SPEEK)还原改性,并与异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷反应,制得杂化前躯体,再与正硅酸乙酯(TEOS)与TEOS共水解缩合制得不同SiO2质量分数的交联型杂化膜。实验表明:杂化膜中颗粒粒径很小,分布均匀。膜的尺寸稳定性随SiO2质量分数的增大而增强。而甲醇渗透则随着膜中SiO2质量分数的增大呈下降趋势,且远低于未经共水解杂化的磺化聚醚醚酮膜的甲醇渗透。在质子传导方面,相同温度下,质子传导率随着膜中SiO2质量分数增大而降低,并都接近Nafion膜的质子传导率。     

十六烷基二苯醚双磺酸钠的合成

以α-十六烯、二苯醚在催化剂的作用下合成十六烷基二苯醚,再采用氨基磺酸作为磺化剂,尿素为助溶剂成功合成了十六烷基二苯醚双磺酸钠,对合成过程中烷基化与磺化反应的工艺条件进行了优化。烷基化的最佳反应条件为:n(α-十六烯):n(二苯醚)=1:1,反应温度为80℃,反应时间为6h,烷基化的产率可达85.42%。磺化的最佳反应条件为:n(烷基二苯醚):n(氨基磺酸)=1:4,反应温度为95℃,反应时间为2h,磺酸基数目为1.84。     

Properties improvement of SPEEK based proton exchange membranes by doping of ionic liquids and Y2O3

The membranes of sulfonated poly(etheretherketone) with 65％ sulfonation degree were prepared by doping of Y2O3 and ionic liquids,such as 1-ethyl-3-methylimidazole tetrafluoroborate (EB) or 1-butyl-3-me...     

邻甲基对苯二酚型磺化聚醚醚砜质子交换膜材料的合成与表征

以3,3′ 二磺酸钠基 4,4′ 二氯二苯砜（SDCDPS）、 邻甲基对苯二酚、 4,4′ 二氯 二苯砜（DCDPS）为原料, 利用亲核缩聚反应, 通过调整磺化单体（SDCDPS）和非磺化单体(DCDPS)的比例与邻甲基对苯二酚共聚, 合成了一系列具有不同磺化度的磺化聚醚醚砜. 红外光谱证实所合成聚合物为目标产物. 发现邻甲基对苯二酚结构单元的存在, 使聚合物具有较高的离子交换容量, 从而使低磺化度的共聚物具有相对高的质子传导率. 该聚合物具有较高的分子量和良好的热稳定性和溶解性.     

磺化聚芳醚酮酮的合成及性能

以硫酸为磺化剂,将聚芳醚酮酮进行磺化制得了磺化聚芳酮酮（Ｓ－ＰＥＫＫ）．探讨了硫酸浓度、反应温度等因素对聚芳醚酮酮磺化度的影响,并用红外光谱、Ｘ－射线衍射、ＤＳＣ对磺化聚芳醚酮酮进行了表征,同时考虑了磺化聚芳醚酮酮在乙酸乙酯、乙酸合成中的催活性。结果表明,Ｓ－ＰＥＫＫ具有催化活性好、可循环使用等特点。     

Study on Composite Poly(Ether Urethane) Solid Electrolytes

1 Results Poly(ether urethane) was composed of incompatible hardware and software.It had better mechanical properties at room temperature,good flexibility,and lower glass transition temperature[1].It was increased the transmission of charged ions that polyether soft segment occurred solvent role with the alkali metal salts[2].However,conductivity of room temperature was low,and the study was very few to inorganic oxide particles compositing poly(ether urethane).This indicates the importance of solid pol...     

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.     

Streck法合成烷基酚聚氧乙烯醚磺酸盐过程中磺化条件的研究

聚醚磺酸盐是一种耐温耐盐型表面活性剂.实验室以辛基酚聚氧乙烯醚(OP-4)为原料,和氯化亚砜(SOCl2)发生氯代反应后得到中间体,再分别以亚硫酸钠、亚硫酸钠与亚硫酸氢钠混合物、亚硫酸钾为磺化剂磺化氯代产物合成了辛基酚聚氧乙烯醚磺酸盐(OPS-4).实验重点优化了磺化反应的条件,发现170℃下氯代产物和亚硫酸钾以物质的量比1.0∶1.3反应4 h,磺酸盐产率可达到82.6%.利用红外光谱对中间体及产物结构进行了初步表征.     

PVDF增强咪唑功能化聚芳醚酮膜的制备与研究

研究了一种新型耐高温聚合物电解质膜的制备方法.以聚偏氟乙烯(PVDF)为增强材料,以甲基咪唑功能化聚芳醚酮(MeIm-PAEK)为基体材料,通过两者共混制备了具有较高电导率和良好尺寸稳定性的膜材料,并研究膜材料组分对膜材料性能的影响.¹H NMR 证实了咪唑基团的接枝成功.磷酸掺杂实验表明:甲基咪唑的功能化,使MeIm-PAEK膜具备较强的吸附磷酸能力;随着咪唑基团接枝度的增加,MeIm-PAEK膜的磷酸掺杂含量显著增加.通过与PVDF复合,显著地改善MeIm-PAEK膜在高温下、高浓度磷酸掺杂后的尺寸稳定性.70MeIm-PAEK/PVDF复合膜经85%磷酸溶液掺杂后,膜材料的磷酸掺杂质量分数为226%,体积溶胀率为248%,180℃不加湿条件下的电导率为0.141S/cm,适合做高温聚合物电解质膜材料.