张莹
,
吴雪梅
,
贺高红
,
焉晓明
,
张彦普
,
王俊俊
高分子材料科学与工程
以1-甲基咪唑为季铵化试剂,通过氯甲基化、季铵化、碱化等步骤,成功制备了不同氯甲基化取代度咪唑季铵化聚醚砜(PES-ImOH)阴离子交换膜.并对膜的离子交换容量(IEC)、吸水率、溶胀度和氢氧根传导率等性能进行表征.实验结果表明,当PES-ImOH膜的氯甲基化取代度(DC)为40％ ～～61％,60℃时膜具有适宜的吸水率(24％～80％),较低的溶胀度(15％ ～44％).DC为73％时,膜的IEC达到1.85 mmol/g,20℃时的离子传导率达到34 mS/cm,初始分解温度达到190℃.说明PFES-ImOH膜在碱性阴离子交换膜燃料电池方面有很好的应用前景.
关键词:
1-甲基咪唑
,
聚醚砜
,
阴离子交换膜
,
燃料电池
张帆
,
王璐璐
,
王吉林
,
封瑞江
,
张扬
高分子材料科学与工程
以季铵化壳聚糖(QCS)、丙烯酰胺(AM)和Gemini型阳离子表面活性剂顺丁烯二酸二乙酯撑基双[辛烷基二甲基氯/溴化铵](G8-2-8)为原料,借助引发剂过硫酸钾(KPS)将AM与Gemini型分子引发聚合,生成嵌段聚合物.利用戊二醛(GA)将上述嵌段聚合物与QCS交联,制备具有全互穿网络结构的阴离子交换膜.结果表明,该膜具有较高的力学性能和电导率.另外,随着膜中G8-2-8质量分数的增加,电导率、含水率、离子交换量、断裂伸长率增加;拉伸强度下降.G8-2-8质量分数为20％的阴离子膜在70℃条件下,电导率高达6.56×10-2 S/cm.扫描电镜结果表明,Gemini分子引入后,膜表面致密均一,结构中没有明显的相分离现象;热稳定性测定结果表明,该膜具有良好的热稳定性能,最低分解温度高于200℃.
关键词:
季铵化壳聚糖
,
Gemini型表面活性剂
,
丙烯酰胺
,
阴离子交换膜
,
全互穿网络
胡蒙蒙
,
吴雪梅
,
焉晓明
,
贺高红
,
张莹
,
方达晖
,
孙园园
高分子材料科学与工程
以氯甲基化聚砜为基材,三甲胺为季铵化试剂,开发均相溶剂完成均相季铵化反应,解决三甲胺非均相季铵化存在的反应不均匀、碱性功能基团不易聚集成簇等影响电性能提高的问题.实验结果表明,均相季铵化法制备聚砜氢氧根离子交换膜(Homo PSF-QaOH)的离子交换容量(IEC)为0.56～1.28 mmol/g,比相同氯甲基化程度的非均相季铵化聚砜氢氧根离子交换膜(Heter PSF-QaOH)提高约10％,膜的含水量也相应提高约8.8％.然而,相同IEC下均相法制膜的氢氧根传导率提高程度远大于IEC和含水量的提高程度,提高约30％ ～40％.透射电镜照片表明均相法制膜季铵基团更容易聚集成簇,从而能够改善膜的微观相分离结构,促进氢氧根离子的传导.热重分析测试表明,2种膜的初始热分解温度(TOD)相当,达到159℃,远高于燃料电池的操作温度.
关键词:
三甲胺
,
聚砜
,
均相法
,
阴离子交换膜
,
燃料电池
陈力豪
,
王璐璐
,
王吉林
,
封瑞江
,
吕振波
高分子材料科学与工程
doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.03.013
以季铵化壳聚糖(QCS)为制膜原料,[Nbmm] OH碱性离子液体为掺杂物,通过溶液浇铸法制备了一系列掺杂碱性离子液体([Nbmm]OH)的交联复合膜(QCS/[Nbmm]OH).采用红外光谱、热重分析及扫描电镜对复合膜的结构、热稳定性和微观形貌进行分析.同时考察离子液体掺杂量对QCS/[Nbmm]OH复合膜的含水率、力学强度及导电性能等指标的影响.结果表明,随着[Nbmm]OH离子液体掺杂量的增加,复合膜的含水率、离子交换量以及电导率均增加,但是拉伸强度和断裂伸长率略有下降.其中,当离子液体掺杂量为15％(质量分数)时,复合膜在70℃的电导率为0.0115 S/cm,拉伸强度为19 MPa,离子交换量为1.25 mmol/g,含水率和溶胀度分别为143％和87％.
关键词:
离子液体
,
交联剂
,
阴离子交换膜
,
电导率
孙坤
,
陈芳
,
马晓燕
,
张杰
,
张帆
,
管兴华
高分子材料科学与工程
doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2017.03.023
以聚甲基丙烯酸甲酯嵌段聚乙烯基咪唑为臂,低聚倍半硅氧烷(POSS)为核的星型嵌段共聚物POSS-(PMMA-b-PVIm)8为基膜材料,通过季铵化反应和离子交换过程对其进行改性,制备2种咪唑聚离子液体嵌段不同的阴离子交换膜,分别记作PMV-1、PMV-2,研究其吸水率、溶胀度、离子交换容量、力学性能、电导率及耐碱性.结果表明,膜在90℃时仍保持适当的吸水强度,2种膜的吸水率分别为18.09％和25.81％,厚度方向溶胀度分别为25.31％,35.45％;30℃时PMV-1、PMV-2的离子交换容量分别为2.38 meq/g,3.12 meq/g,力学性能良好;2种膜室温下均已具有良好的离子传输性能,90℃时电导率分别达44.02 mS/cm和255.0mS/cm;耐碱性测试表明,含聚离子液体嵌段较短的膜PMV-1稳定性较好,60℃强碱溶液中浸泡120 h后电导率下降不超过30％.
关键词:
眯唑聚离子液体
,
阴离子交换膜
,
电导率
,
低聚倍半硅氧烷
崔珺
,
陈力豪
,
谭文
,
王吉林
,
王璐璐
,
封瑞江
高分子材料科学与工程
doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2017.03.008
以吗啡啉与溴代十二烷为原料,合成新型[Nbmd] OH碱性双核离子液体,并将[Nbmd] OH引入聚乙烯醇(PVA)的铸膜液中,通过浇铸法制备了掺杂碱性离子液体的复合阴离子膜PVA/[Nbmd]OH.采用热重分析及扫描电镜对所制备的复合阴离子膜的热稳定性及形貌进行表征.同时考察了离子液体含量对PVA/[Nbmd]OH复合膜的含水率、溶胀性能、力学性能及电导率的影响.结果表明,离子液体含量的增加可提高PVA/[Nbmd]OH复合膜的含水率、溶胀度、电导率等.其中,当碱性离子液体质量分数为20％时,复合膜的综合性能达到最优,此时,膜的含水率和拉伸强度分别达到161.6％和23 MPa,在70℃时,膜的电导率为2.11×10-3 S/cm,表明碱性离子液体的引入,能明显改善膜的导电性能,但是拉伸强度受到了一定的影响.
关键词:
离子液体
,
聚乙烯醇
,
阴离子交换膜
,
电导率
周键
,
王三反
,
宋小三
中国有色金属学报(英文版)
doi:10.1016/S1003-6326(16)64279-6
对离子交换膜电解槽中电沉积钴的参数进行了优化研究，并探讨了阴极液成分、电流密度、温度等因素对电沉积钴的电流效率、单位能耗、质量的影响规律。阴极液为含氯化钴混合溶液，初始中间液为稀盐酸溶液，阳极液为硫酸溶液。采用阴离子交换膜将阴极液与中间液隔开，阳离子交换膜将阳极液与中间液隔开。结果表明：最佳实验条件为80 g/L 钴、20 g/L 硼酸、3 g/L 氟化钠、pH 4、电流密度250 A/m2、温度50°C，在该条件下电流效率为97.5%。中隔室可得到电化学再生的盐酸，酸浓度达到0.45 mol/L，实现了产酸抑氯同步化。
关键词:
钴
,
电沉积
,
阴离子交换膜
,
阳离子交换膜
,
膜电解槽
