支链型聚苯醚阴离子交换膜的制备与性能研究

来源 :第九届全国膜与膜过程学术报告会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:karrou
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  氢氧根离子交换膜燃料电池是燃料电池研究领域的重要组成部分。与质子交换膜燃料电池相比,氢氧根离子交换膜燃料电池具有可选用非贵金属做催化剂,且催化活性更高;阳极反应原料渗透率低等优点。将燃料电池工作环境改为碱性,有望解决催化剂的成本和稳定性问题,实现聚合物电解质膜燃料电池的大规模工业化。阴离子交换膜作为碱性燃料电池的核心部件,存在离子传导率低和稳定性差的问题,严重制约了氢氧根离子交换膜燃料电池的发展。针对这些问题,在我们的前期研究中,以聚苯醚为基体材料,通过酰基化和咪唑功能化合成并制备了含烷基长支链的聚苯醚阴离子交换膜,其离子传导率与氯甲基化后制备的短链聚苯醚阴离子交换膜相比有了很大提高,但是该膜的耐碱稳定性仍有待提高,在进一步的研究中,提出了一种新方法制备具有良好稳定性的支链性氢氧根离子交换膜。具体地,采用具有氟端基的酰基化试剂对聚苯醚进行酰基化,再与对羟基苯乙醇进行缩合反应,然后通过羟基溴代和季铵化反应得到咪唑鎓功能化长支链聚苯醚膜材料,溶液浇注成膜后,将膜浸泡在碱液中进行离子交换,得到了碱性咪唑鎓功能化长支链聚苯醚膜。实验结果表明,该膜具有良好的耐碱稳定性。
其他文献
Integration of catalysis,membrane processes in bio-electrochemical processes are recently very hot,due to the great promising potential in achieving high quality effluent with less energy input,by nov
无氯钾肥,如硫酸钾,适合忌氯或耐氯性低的作物施用,目前工业上生产硫酸钾的方法主要是氯化钾转发法,如Mamheim法、缔置法、复分解法等,但这些方法具有能耗大、成本高、污染严重等缺点.本实验采用一二价离子选择性电渗析实现氯化钾向硫酸钾的转化,实验原理如图1所示.实验中考察了硫酸盐种类、电流密度大小、电解液种类、硫酸盐对氯化钾的比率与操作时间等对产品质量、能耗的影响.实验结果显示,最佳的操作条件为0.
目前商业中广泛使用以Nafion膜为代表的全氟磺酸膜作为直接甲醇燃料电池(DMFC)的质子交换膜,Nafion膜化学稳定性好,机械性能高,且在湿度较高的情况下具有较高的质子传导率。但Nafion膜甲醇渗透率高,成本高,这些缺点严重限制了Nafion膜在商业中的推广。磺化聚醚醚酮(SPEEK)不仅具有好的热稳定性和化学稳定性,而且成本低廉。然而SPEEK膜的质子传导率由磺化度决定,高磺化度的SPEE
以锂离子电池用聚丙烯隔膜(PP, Celgard 2500)为基材,单宁酸(TA)和三价铁离子(Fe(3+))为有机配体和无机交联剂,采用层层组装表面涂覆方法制备了TA/Fe-PP隔膜。 利用全反射红外光谱(ATR-FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和接触角测量仪,对隔膜的表面化学组成、表面形貌和亲水性进行了表征,并研究了隔膜的吸液率、离子电导率、电化学稳定性、循环性
本课题利用模版法合成纳米硅球,再通过微波反应得到β-环糊精改性纳米硅球(SN-β-CD).将所得到的β-环糊精改性纳米硅与Nafion溶液共混,制备用于直接甲醇燃料电池的高性能杂化质子交换膜,并用多种手段表征了改性纳米硅球和复合质子交换膜.我们发现,通过在纳米硅球表面引入β-环糊精,有效提高了其与聚合物基体之间的相容性.同时,β-环糊精改性纳米硅球与Nafion基体之间存在着较强的相互作用,能够在
本文设计合成了从单支链上再引出三个柔性支链的聚砜基膜材料,利用支链功能化,提高功能基团的空间聚集程度,同时降低带电基团聚合物主链的破坏,构建了良好的膜微观相分离,形成较好的离子通道,制得具有高氢氧根传导性和强耐溶胀性的碱性阴离子交换膜。同时膜的碱稳定性也有显著提高。
目前阴离子交换膜已经广泛应用于各种领域,如化工、食品、医药、新能源等,受到了越来越多的关注,尤其在新能源领域,阴离子交换膜燃料电池与质子交换膜燃料电池相比,显示出一定的优势.但是,大多数的阴离子交换膜材料为季铵盐聚合物,它具有碱性稳定性差、电导率低的缺点,限制了其在燃料电池中的应用.与咪唑相比,1,2,3-三氮唑具有较弱的路易斯碱,具有较好的稳定性,并且通过炔基和叠氮的“点击化学”反应和烷基化反应
将纳滤膜与电渗析技术相结合,提出一种新的用于一/多价离子选择性分离的电纳滤过程,以实现特殊领域中离子的选择性分离.该过程可同时兼具电渗析技术及纳滤技术的优点,即过程能耗较低,可实现一/多价离子的选择性分离,同时达到对溶液的浓缩与淡化.在本实验中,以磺化聚苯醚电纺丝纤维毡作为支撑层,采用界面聚合的方法构筑超薄分离层来制备电纳滤膜,并通过与商业CSO膜作比较,研究其一/二价阳离子的分离性能.ATR-F
全钒液流电池(VFB)储能技术因其安全性高、寿命长、效率高和环境友好等特点而备受关注.隔膜是VFB的关键材料之一,起着阻隔钒离子和传递其他离子形成电池回路的作用,其物化性质与成本直接影响到电池系统的性能和成本.目前,VFB用商品化全氟磺酸离子交换膜存在离子选择性低、价格昂贵等问题,限制了其商业化应用.为此,课题组原创性地提出了不含离子交换基团的“离子筛分传导”概念,将多孔离子传导膜引入到液流电池中
采用二氮杂萘酮联苯酚(DHPZ)、1,4-二(4-氟苯甲酰基)苯(BFBB)和4,4-二苯基双二氮杂萘酮(DBD)为单体,以环丁砜为溶剂进行高温溶液共聚合,制备一系列新型氮杂环聚芳醚酮酮.以氯磺酸为磺化试剂对聚合进行磺化.对测定了其离子交换容量在1.01-2.02 mmol/g,其特性粘度在7.3-9.0 dL/g之间,对其进行了红外光谱与氢核磁共振波谱的表征,得到的结构与设计相符合.对所制备磺化