基于Friedel-Crafts�；磻�(yīng)制備氯乙酰基化聚砜(APS),APS與2-萘酚-6,8-二磺酸鉀(NSK)通過親核取代反應(yīng)制備一種萘磺酸型磺化聚砜(APS-NS)。用FT-IR和1 H NMR進(jìn)行表征,研究了對親核取代反應(yīng)影響的主要因素,采用溶液澆注方法制備APS-NS質(zhì)子交換膜(PEM),初步研究PEM的基本性能(包括吸水率、尺寸穩(wěn)定性和質(zhì)子傳導(dǎo)率)。研究結(jié)果表明:該反應(yīng)屬于SN1反應(yīng),強極性的反應(yīng)溶劑有利于反應(yīng)的進(jìn)行,以二甲基亞砜(DMSO)為溶劑,在100℃下反應(yīng)36h,萘磺酸鍵含量為1.55mmol/g。該PEM在高磺化度下表現(xiàn)出很好的尺寸穩(wěn)定性,其中APS-NS-4膜在25℃的吸水率為29.2%,吸水溶脹率僅為23.6%,低于Nafion 115在相同條件下的吸水溶脹性。

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【部分圖文】：

圖7質(zhì)子傳導(dǎo)率隨IEC的變化曲線

從圖7可以看出，隨著IEC的增加，萘磺酸的鍵合量增加，質(zhì)子交換膜的質(zhì)子傳導(dǎo)率增加，這與吸水率的變化一致，磺酸基團(tuán)的增多，可以結(jié)合形成更多的水和離子簇，進(jìn)行質(zhì)子的傳導(dǎo)，其中APS-NS-4的質(zhì)子傳導(dǎo)率達(dá)到了0.08S/cm，遠(yuǎn)高于燃料電池對質(zhì)子交換膜實際應(yīng)用的最低要求（0.01S/....

圖1PS、APS和APS-NS的紅外圖譜

從圖1PS的紅外譜圖可以看出，1490與1585cm-1處為PS主鏈苯環(huán)上碳原子的特征吸收峰；1080、1295和1325cm-1處為—SO2—的伸縮振動吸收峰；1245和1015cm-1處為PS主鏈苯氧鍵的伸縮振動吸收峰。從圖1APS的紅外譜圖可以看出，165....

圖2（a)PS,(b)APS和（c)APS-NS的1HNMR圖譜

圖2(a）為PS的1HNMR圖譜，δ6.90～7.86范圍內(nèi)出現(xiàn)一組大的吸收峰；δ1.72處的質(zhì)子的化學(xué)位移屬于PS主鏈甲基的質(zhì)子。圖2(b）為APS的1HNMR譜圖，δ4.54處出現(xiàn)了側(cè)鏈氯甲基質(zhì)子的化學(xué)位移。圖3(c）為APS-NS的1HNMR譜圖，相比于PS和P....

圖3n（萘磺酸）∶n（磺酸）比與鍵合量的關(guān)系

按照1.2節(jié)的APS-NS制備條件，控制反應(yīng)液體積為50.0mL不變，考察了n（萘磺酸）∶n（磺酸）比與磺酸基團(tuán)（BA）鍵合量的關(guān)系（圖3）。從圖3可以看出，隨著n（萘磺酸）∶n（磺酸）比增加，磺酸基團(tuán)鍵合量基本沒有發(fā)生變化，說明該反應(yīng)符合SN1反應(yīng)機理。親核取代反應(yīng)屬于SN1還....

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