基于一鍋法的磺化聚砜質(zhì)子交換膜的性能
發(fā)布時間:2021-01-07 14:15
以雙酚A型聚砜(PSF)為基質(zhì)材料,通過傅-克烷基化反應(yīng)在PSF主鏈引入—NCO活性基團,制備乙基異氰酸化聚砜(PS-SA)。在制備PS-SA的基礎(chǔ)上,采用兩步一鍋法,PS-SA與2-萘酚-6,8-二磺酸鉀通過親核取代反應(yīng),制備一種側(cè)鏈含有萘環(huán)的萘磺酸型磺化聚砜PS-NS,充分表征聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu),以溶液澆注的方法制備質(zhì)子交換膜,研究了溫度對PS-NS膜的吸水率(WU,Water Uptaking)、吸水溶脹性(Swelling Ratio)、質(zhì)子傳導(dǎo)率(Proton Conductivity)等基本性能的影響。結(jié)果表明,PS-NS膜由于親水基團距離較遠,能夠很容易形成相分離結(jié)構(gòu),所制備的質(zhì)子交換膜高WU下尺寸穩(wěn)定性仍然很高,其中PS-NS-4膜(磺酸基團鍵合量為1.42 mmol/g)在25和85℃的WU高達27.2%和40.3%,但是相應(yīng)的吸水溶脹性僅為25.2%和57.2%,與相同條件下Nafion115膜的性能十分接近。
【文章來源】:應(yīng)用化學(xué). 2020,37(06)北大核心
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
PS-SA和PS-NS聚合物的合成
圖2為PSF和PS-NS的FT-IR譜圖。 在PSF的FT-IR譜圖中,—SO2—基團的化學(xué)位移在1080、1325和1295 cm-1處,1245和1015 cm-1處特征吸收峰屬于芳香醚;在1585和1490 cm-1 處的特征吸收峰屬于苯環(huán)。 在PSF-NS的FT-IR譜圖中,與PS的圖譜相比,多出現(xiàn)了4個明顯的特征吸收峰,3303 cm-1處的吸收峰屬于N—H鍵的特征吸收峰,苯環(huán)三元取代的特征吸收峰出現(xiàn)在880 cm-1處,磺酸基團的特征吸收峰出現(xiàn)在1032和1505 cm-1處。 可見,PS-NS被成功制備。圖3 PSF(A)和PSF-NS(B)的1H NMR譜圖
PSF(A)和PSF-NS(B)的1H NMR譜圖
【參考文獻】:
期刊論文
[1]用于燃料電池的磺化聚砜質(zhì)子交換膜的性能研究[J]. 喬宗文. 現(xiàn)代化工. 2020(04)
[2]燃料電池用側(cè)鏈型磺化聚砜質(zhì)子交換膜的性能[J]. 喬宗文,陳濤. 應(yīng)用化學(xué). 2019(08)
[3]磺酸基在側(cè)鏈萘環(huán)上的磺化聚芳醚質(zhì)子交換膜的制備與性能研究[J]. 陶丹,向雄志,王雷. 高分子學(xué)報. 2014(03)
[4]磺化聚芳醚酮砜/聚芳醚砜噁二唑復(fù)合型質(zhì)子交換膜的制備與性能[J]. 馬麗,程海龍,徐晶美,王哲. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報. 2014(03)
[5]含氟磺化雙三蝶烯型聚芳醚砜質(zhì)子交換膜的制備及性能[J]. 宮飛祥,齊永紅,薛群翔. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報. 2014(02)
[6]SPEEK/P4VP酸堿復(fù)合質(zhì)子交換膜的制備與性能[J]. 榮倩,顧爽,賀高紅,吳雪梅,胡正文,焉曉明. 高分子材料科學(xué)與工程. 2009(08)
本文編號:2962708
【文章來源】:應(yīng)用化學(xué). 2020,37(06)北大核心
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
PS-SA和PS-NS聚合物的合成
圖2為PSF和PS-NS的FT-IR譜圖。 在PSF的FT-IR譜圖中,—SO2—基團的化學(xué)位移在1080、1325和1295 cm-1處,1245和1015 cm-1處特征吸收峰屬于芳香醚;在1585和1490 cm-1 處的特征吸收峰屬于苯環(huán)。 在PSF-NS的FT-IR譜圖中,與PS的圖譜相比,多出現(xiàn)了4個明顯的特征吸收峰,3303 cm-1處的吸收峰屬于N—H鍵的特征吸收峰,苯環(huán)三元取代的特征吸收峰出現(xiàn)在880 cm-1處,磺酸基團的特征吸收峰出現(xiàn)在1032和1505 cm-1處。 可見,PS-NS被成功制備。圖3 PSF(A)和PSF-NS(B)的1H NMR譜圖
PSF(A)和PSF-NS(B)的1H NMR譜圖
【參考文獻】:
期刊論文
[1]用于燃料電池的磺化聚砜質(zhì)子交換膜的性能研究[J]. 喬宗文. 現(xiàn)代化工. 2020(04)
[2]燃料電池用側(cè)鏈型磺化聚砜質(zhì)子交換膜的性能[J]. 喬宗文,陳濤. 應(yīng)用化學(xué). 2019(08)
[3]磺酸基在側(cè)鏈萘環(huán)上的磺化聚芳醚質(zhì)子交換膜的制備與性能研究[J]. 陶丹,向雄志,王雷. 高分子學(xué)報. 2014(03)
[4]磺化聚芳醚酮砜/聚芳醚砜噁二唑復(fù)合型質(zhì)子交換膜的制備與性能[J]. 馬麗,程海龍,徐晶美,王哲. 高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報. 2014(03)
[5]含氟磺化雙三蝶烯型聚芳醚砜質(zhì)子交換膜的制備及性能[J]. 宮飛祥,齊永紅,薛群翔. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報. 2014(02)
[6]SPEEK/P4VP酸堿復(fù)合質(zhì)子交換膜的制備與性能[J]. 榮倩,顧爽,賀高紅,吳雪梅,胡正文,焉曉明. 高分子材料科學(xué)與工程. 2009(08)
本文編號:2962708
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