树枝状磺化聚醚砜纤维基复合固态电解质的制备及其性能

为解决应用于全固态锂金属电池中固态有机电解质离子电导率较低和力学性能较弱的问题,采用静电纺丝技术制备了树枝状磺化聚醚砜(SPES)纳米纤维膜,将其与聚氧化乙烯(PEO)结合制备复合固态电解质,并应用于全固态锂金属电池中。探讨了纺丝工艺对纳米纤维形貌的影响,在最佳的静电纺丝工艺参数下,研究了SPES纳米纤维膜对复合固态电解质结晶度、离子电导率、力学性能以及电化学性能的影响。结果表明:在四丁基六氟磷酸铵质量分数为2%,静电纺丝电压为30 kV,接收距离为15 cm时,制备的树枝状SPES纳米纤维膜具有最好的形貌,将PEO浇筑在该纳米纤维膜上获得的复合固态电解质其离子电导率为8.13×10^(-5)S/cm(30℃),断裂强度为5.1 MPa,且可使对称电池在0.1 mA·h/cm^(2)下稳定循环198 h,使LiFePO_(4)/Li电池在循环400圈后仍保持着128.6 mA·h/g的放电比容量;SPES纳米纤维膜因破坏PEO的结晶区且能构成三维离子传输路径,不仅提高了复合固态电解质的离子电导率,还使复合固态电解质具有优异的力学强度,可满足高性能全固态锂金属电池的应用需求。

聚醚砜基过滤膜制备与应用研究进展

为了探究聚醚砜作为有机膜材料的性能及应用潜力,总结了聚醚砜基过滤膜的制备工艺及应用情况。介绍了聚醚砜材料的特点和性能,分析了聚醚砜过滤膜各类制备方法的优缺点,包括相转化法、静电纺丝法和涂覆法,总结了聚醚砜基过滤膜在生物医用领域、水处理领域、电池领域及其他领域应用进展。认为:尽管已有研究表明聚醚砜基过滤膜制备方法多元、应用领域广泛,但高功能化、高性能化方面仍是聚醚砜过滤膜研究和产业化发展需要攻克的重点。

含苯磺酸侧基杂萘联苯聚醚砜纳滤膜的制备与性能

将含苯磺酸侧基杂萘联苯聚醚砜(SPPES-P-H)浸泡于氯化钠溶液中得到含苯磺酸钠侧基杂萘联苯聚醚砜(SPPES-P-Na),采用涂覆法制备含苯磺酸侧基杂萘联苯聚醚砜复合纳滤膜,考察聚合物浓度、热处理条件对复合纳滤膜性能的影响.结果表明,SPPES-P-Na复合纳滤膜的通量高于SPPES-P-H复合纳滤膜的通量;当SPPES-P-Na的质量分数为1.5%,热处理温度为100℃,热处理时间为30 min时,复合膜的水通量达到58.0 L/(m^(2)·h),Na_(2)SO_(4)的脱盐率为89.0%;当操作温度为95℃时,复合膜的水通量为205.0 L/(m^(2)·h),对Na_(2)SO_(4)的脱盐率为82.0%,表现出良好的耐热性;将复合膜在质量浓度0.2 g/L的次氯酸钠溶液中浸泡10 d,性能无明显变化,表现出优异的耐氯性.

聚醚砜/纳米碳复合耐高温隔热气凝胶的制备及性能研究

以聚醚砜(PES)为基体、氧化石墨烯(GO)和碳纳米管(CNT)为填料,利用溶剂冷冻模板法,制备了PES/GO和PES/CNT气凝胶材料。通过扫描电子显微镜、导热系数仪、红外热成像仪、力学试验机等对气凝胶材料进行表征。结果表明,通过定向冷冻和升华溶剂获得微观取向的孔道结构保证了气凝胶优异的隔热性能和力学性能。随着纳米碳材料和PES基体含量的变化,气凝胶的导热系数在0.0307~0.0698W/(m·K)之间,压缩强度在0.2~1.0MPa(30%应变),而纳米碳材料的加入使得导热系数和压缩强度存在平衡关系。

聚醚砜载镧吸附剂的制备及其吸附除磷性能研究

用孔径为3.0μm的聚醚砜(PES)高分子膜材料在质量分数15%的NaOH、摩尔浓度1.42 mol/L的LaCl_(3)最优条件下制备得到了一种PES载镧吸附剂,镧负载质量比达到34.4%,吸附平衡时的磷吸附量最高可达65.1 mg/g,在较宽的pH范围(3.5~6.5)内保持较好的除磷性能,且几乎不受常见的竞争阴离子干扰,具有较强的选择吸附性。PES载镧吸附剂有一定的循环再生能力,在5次吸附/再生循环后,吸附量保持率仍有76.0%,而且动态除磷实验时也能高效除磷,并可再生循环,展示了良好的工程应用前景。

表面活化附着纳米银的聚醚砜抗菌膜的制备以及其在罗非鱼保鲜中的应用

水产品在贮藏过程中,细菌侵染导致的腐烂变质是一个备受关注的问题。为此,该研究致力于开发一种新型抗菌包装来提高罗非鱼的保鲜效果。通过用浓硫酸将聚醚砜(polyethersulfone,PES)材料磺化并将其作为膜基质。傅里叶红外光谱仪(Fourier transform infrared spectrometer,FTIR)、热重法(thermal analysis,TG)和接触角(contact angle,CA)分析结果表明,磺化改性后提高了材料的亲水性和表面活性。在此基础上,将银纳米颗粒(silver nanoparticles,AgNPs)嵌合到膜材料中合成磺化聚醚砜-银纳米颗粒(sulfonated polyethersulfone-silver nanoparticles,SPES-AgNPs)抗菌膜。用扫描电子显微镜、原子力电子显微镜及X射线等方法分析该抑菌膜的表征,通过Ag^(+)释放实验测定其安全范围,并采用抗菌环实验测定该膜的抗菌性能。结果表明,磺化改性后的SPES材料与AgNPs结合良好,AgNPs在膜上平均尺寸约为10~100 nm。Ag^(+)释放实验显示,SPES-AgNPs膜的Ag^(+)释放量始终保持在安全范围内。SPES-AgNPs膜可以有效抑制铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、小肠结肠炎耶尔森菌、李斯特菌及大肠杆菌,其平均抑制率达到85%以上。将SPES-AgNPs膜用于罗非鱼的保鲜,所有样品在(1±0.1)℃的冷冻箱贮存18 d,通过定期对菌落总数、厌氧菌落总数、嗜冷菌落总数、总挥发性盐基氮值以及k值进行测定,并以感官评分为基础对罗非鱼样品新鲜度进行分析。结果表明,该膜能够延缓鱼肉样品保存时在化学、微生物和感官等方面的变化,可以提高罗非鱼的贮存品质并延长其保质期,是具有广阔应用前景的水产品包装材料。

聚醚砜/改性UiO-66共混超滤膜的制备与性能

采用溶剂热法在金属有机框架(MOFs)粒子UiO-66上引入氨基和聚吡咯烷酮(PVP),制备了改性MOFs粒子PVP-UiO-66-NH_(2),将其与聚醚砜(PES)共混后,通过相转化法制备了超滤膜PVP-UiO-66-NH_(2)/PES。采用FTIR、XRD、SEM、TEM和真彩色共聚焦显微镜(CLSM)对PVP-UiO-66-NH_(2)和PVP-UiO-66-NH_(2)/PES进行了表征,考察了PVP-UiO-66-NH_(2)质量分数对PVP-UiO-66-NH_(2)/PES性能的影响。结果表明,PVP-UiO-66-NH_(2)具有纳米级的粒径(41 nm),形状圆润。由质量分数2.5%的PVP-UiO-66-NH_(2)制备的PVP-UiO-66-NH_(2)/PES膜(P-2.5)具有较好的综合性能,其内部的指状孔呈现良好的立体形态,孔道直立;其拉伸强度为3.06 MPa,断裂伸长率为14.3%;具有81.43%的孔隙率和75.2°的水接触角;在0.1 MPa的测试压力下,其纯水通量为506.9 L/(m^(2)·h);被牛血清蛋白(BSA)污染后经简单水冲洗,通量恢复率达到95.97%;在600 min的过滤测试中,其水通量仍能维持在300 L/(m^(2)·h)左右。PVP-UiO-66-NH_(2)/PES较好的分离性能归因于PVP-UiO-66-NH_(2)在PES膜上良好的分散性和均匀孔道结构。

聚醚砜/乙烯-丙烯酸复合膜制备及性能

以聚醚砜(PES)为成膜基材,乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)为添加剂,同时添加聚乙二醇(PEG)作为致孔剂,将N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)作为溶液,通过非溶剂诱导相分离法制备了PES/EAA复合膜。研究了EAA的添加量对PES/EAA膜的渗透通量、抗污染性能、亲水性、拉伸强度等的影响,并使用扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱、孔径分布测试对膜的结构进行表征及测试。结果表明,EAA有效改善了复合膜的亲水性和截留性能。当EAA的质量分数为0.8%时,PES/EAA复合膜的综合性能最佳,与PES基膜相比,PES/EAA复合膜的接触角由68.43°降低至51.81°,纯水通量由8.42 L/(m^(2)·h)提高至153.68 L/(m^(2)·h),对1 g/L的牛血清蛋白溶液的截留率由94.12%提高至99.32%。

不同结构的聚醚砜膜过滤阻力分析及耐碱性能研究

制备了指状孔、海绵孔及分段指状孔3种不同结构的聚醚砜(PES)超滤膜和磺化聚砜(SPS)改性聚醚砜膜,通过牛血清蛋白(BSA)过滤对不同结构PES膜的污染情况进行阻力分析,通过碱洗前后通量衰减及泡点对比,检验不同类型PES膜的稳定性。结果表明:以指状孔为主的PES膜总阻力最小,其原膜阻力和浓差极化阻力占比最低,阻力主要来自孔隙堵塞,占比高达80.82%;以海绵孔为主的PES膜总阻力居中,尽管浓差极化阻力最大,但吸附占比最低仅为1.80%;分段指状孔的PES膜总阻力最大,原膜、吸附及孔隙堵塞阻力占比皆最高,而浓差极化阻力居中;根据碱洗后表现,除指状孔PES膜外,其他3种膜都有第二次过滤通量高于初始值的现象,从配方角度分析,由聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯亚胺(PEI)及SPS改性膜的耐碱性不如两亲性共聚物。

聚醚砜/银纳米线-聚吡咯柔性复合导电膜的制备

以聚醚砜/银纳米线为有机柔性基材,聚吡咯为高分子导电介质制备了聚醚砜/银纳米线-聚吡咯柔性复合导电膜,并对该导电膜的结构和导电性能进行了测试与表征。结果表明:银纳米线、聚醚砜、聚吡咯的相容性良好,导电膜表面的主要成分为Ag,C,O,S,含量分别为59.7%,33.2%,2.8%,3.4%(w)。聚吡咯含量为20%(w)时,复合导电膜电阻率为3.5Ω·m,电导率为9.7 S/cm,交流电导率为2.7×10^(-5) S/m。通过对复合导电膜电化学阻抗谱的测试,选择制备导电膜的反应时间为3 h。

水处理用聚醚砜膜的亲水改性方法研究进展

聚醚砜(PES)膜是一类综合性能优良的高分子聚合物膜材料,在水处理方面有着广泛的应用。然而由于本身的疏水亲油性,使PES膜在水中容易受到污染,造成膜渗透性能下降、使用寿命缩短。为增强其抗污染性能,可以对其进行亲水改性。本文介绍了3种常见的亲水改性方法,分别为表面涂覆改性法、表面接枝改性法和共混改性法。其中,共混改性法因改性效果显著、简单方便等,在水处理方面的应用最具优势。希望此文为聚醚砜膜的进一步改性研究提供参考。

聚醚砜膜性能表征及其对蛋白分离行为影响机制研究

采用自制聚醚砜医用分离膜,考察不同孔径预过滤膜、操作压力、静脉注射人免疫球蛋白(IVIG)溶液的浓度、pH对静脉注射人免疫球蛋白(IVIG)溶液通量、载量、透过率以及透过衰减情况的影响。结果表明,制备的聚醚砜膜具有表面开孔均匀、断面呈现梯度结构的全海绵结构分离膜;在一定分离条件下,使用孔径较小的膜进行预过滤、提高操作压力能有效减缓膜孔堵塞,提高聚醚砜分离膜效率;使用较低浓度IVIG溶液能防止过早出现浓差极化,减少聚醚砜分离膜分离阻力,而过高的pH会导致蛋白结构、形态的改变,分离效率下降。

聚醚砜的磺化及表征

磺化是芳环聚合物改性的有效方法．引入的磺酸基以酸型、盐型和酯型存在，且可以继续制备其它衍生物．有关聚苯醚［１，２］、聚苯硫醚［３］、聚醚醚酮［４，５］和聚砜［６～８］的磺化研究和表征已有很多报道，这些聚合物引入磺酸基后亲水性增强，广泛用于制备反渗透膜...

用于柠檬酸铵和硫酸铵混合盐的有效分离的聚醚砜-聚酰胺复合纳滤膜制备

在白炭黑、煤矸石尾矿治理中,体系的柠檬酸铵和硫酸铵混合盐亟需分离,目前常规的方法如蒸馏法、化学沉淀法,难以实现这两种盐的有效分离。膜技术作为新兴的分离技术,具有低能耗、高效率的特点,本文以聚醚砜为基膜材料以间苯二胺和均苯三甲酰氯作为反应单体,制备聚醚砜-聚酰胺复合膜。以对柠檬酸铵和硫酸铵两种盐的分离效率为考察指标,利用正交实验考察铸膜液浓度、凝胶浴温度、间苯二胺浓度以及均苯三甲酰氯加入量对纳滤膜通量和截留率的影响,制备的聚酰胺复合纳滤膜具有较高的分离效率。本研究为利用纳滤膜分离不同价态的盐类提供了有益的参考,具有较好的工程示范意义。

磺化聚醚砜/聚醚砜共混超滤膜的制备及性能表征

采用亲电取代反应成功合成磺化聚醚砜(SPES),利用聚醚砜(PES)与其共混制备SPES/PES平板超滤膜,并对其进行性能表征.实验表明:当SPES质量分数为40%时水通量达到最大值409.8L/(cm2.h),牛血清蛋白(BSA)截留率达到99.8%,BSA吸附量减少了近50%.与单纯的PES膜相比,由于强亲水性基团磺酸基团(-SO3H)的成功引入,使共混膜的水接触角减小,含水率提高,其亲水性得到了显著改善.

精密输液器用聚醚砜微滤膜孔径调控研究

本文通过正交实验和成膜工艺调控,采用非溶剂致相分离法制备不同孔径的聚醚砜微孔膜,然后将其加工成过滤器,最后再组装成输液器。系统研究铸膜液组成、环境湿度、空气浴时间、凝固浴的组成以及凝固浴的温度对膜孔径、输液器的输液流速和滤除率影响。实验结果表明:聚醚砜质量分数为12.5%,聚乙烯吡咯烷酮质量分数为5.5%,去离子水质量分数为6%,环境相对湿度为60%~80%,空气浴时间为240 s,凝固浴(二甲基乙酰胺/去离子水混合液)中二甲基乙酰胺质量分数为55%,凝固浴温度为50℃。该实验条件下的输液流速为66 mL/min,滤除率为98.2%,孔径为4.774μm,能实现5μm孔径调控。本研究不仅为医用过滤器用滤膜的孔径调控研究提供了有益参考,而且在临床上有助于提高输注液体纯度,减少并发症的发生。

新型聚醚砜/磺化聚醚砜共混超滤膜的制备及性能

基于自制的磺化聚醚砜材料,采用相转化法制备了新型的聚醚砜/磺化聚醚砜(PES/SPES)共混超滤膜,考察了铸膜液中SPES/PES共混比、SPES溶液的磺化度对共混膜的结构及性能的影响.结果表明:PES与SPES相容性良好;在相分离过程中,PES/SPES铸膜液SPES磺酸基团发生迁移在膜表面聚集,共混膜断面为致密皮层和多孔的支撑层构成的非对称结构,且磺化度增加有利于共混膜支撑层由指状孔向海绵状孔转化;当SPES溶液的磺化度为11.5%、SPES/PES共混比为0.36时,制得的共混膜水通量为211.9 L(/m2.h),对PEG6000、PEG10000和PEG20000的截留率分别为58.3%、88.5%和96.6%;共混膜对硫酸钠的截留率随着硫酸钠浓度的增加而降低;接触角和吸水率的研究结果表明改性后的共混膜亲水性明显提高.

聚醚砜/磺化聚醚砜共混膜的亲水性和血液相容性

通过亲电取代反应成功合成了磺化聚醚砜并制备了聚醚砜/磺化聚醚砜共混膜。膜的水吸附量和水接触角实验表明,和单纯的聚醚砜膜相比,由于磺酸基的存在使得共混膜的亲水性得到提高。牛血清蛋白吸附实验结果显示:与聚醚砜膜相比,共混膜能有效地抑制牛血清蛋白的吸附。凝血时间实验则表明,聚醚砜/磺化聚醚砜共混膜的凝血时间比纯聚醚砜膜的凝血时间延长了2～3倍,因而共混膜的血液相容性较纯聚醚砜膜得到提高。

聚醚砜酮合金超滤膜的制备及表征

采用含二氮杂萘酮结构的磺化聚醚砜酮与聚醚砜酮共混的方法制备了一种新型荷电超滤膜.通过孔隙率、表面接触角、离子交换容量以及对达旦黄水溶液、聚乙二醇(PEG)6000水溶液分离性能的测试和扫描电镜对膜孔结构的观察,研究了合金膜中磺化聚醚砜酮含量对膜性能的影响规律.结果表明:当铸膜液中磺化聚醚砜酮含量从0增加到3%时,合金超滤膜水通量增大到491 L/(m2.h),对PEG6000的截留率可达86%.合金超滤膜具有高水通量、高截留率、亲水性好等特点.

磺化改性对聚醚砜力学性能和抗凝血性能的影响

对磺化改性后聚醚砜的力学性能和抗凝血性能进行了测试 ,结果表明 :磺化改性后聚醚砜材料的力学性能有一些改善 。