原子转移自由基聚合法制备侧链型磺化聚醚醚酮阳离子交换膜

以二氟二苯甲酮、双酚A和邻甲基氢醌为单体先经缩聚反应生成聚醚醚酮(PEEK),PEEK经修饰合成含有溴异丙基侧基的聚醚醚酮,以此为原子转移自由基聚合(ATRP)大分子引发剂,通过ATRP法聚合,在PEEK主链上接枝引入聚苯乙烯磺酸钠侧链,得到侧链型PEEK接枝聚合物(PEEK-g-StSO3Na)。用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、核磁共振氢谱(1H NMR)、热重分析(TG)和扫描电子显微镜(SEM)等技术手段对PEEK-g-StSO3Na的结构进行表征。结果表明,苯乙烯磺酸钠成功的被接枝到聚醚醚酮主链上,PEEK-g-StSO3Na膜具有明显的亲水疏水微相分离结构,磺酸基团相互聚集形成离子通道,离子交换容量为2.034 mmol/g的PEEK-g-StSO3Na膜的电导率为8.34×10-2S/cm,膜的尺寸稳定性优于Nafion 117。

可逆加成-断裂链转移自由基聚合法合成梳型磺化聚醚醚酮

以带双硫酯取代基聚醚醚酮为大分子链转移剂,采用可逆加成-断裂链转移自由基聚合(RAFT)法合成不同接枝率的磺化聚醚醚酮(g-SPEEK),并对其结构进行表征.在单体/链转移剂/引发剂的投料比(摩尔比)为50∶4∶1,温度为70℃,反应24 h,得到聚合物膜的离子交换容量和吸水率分别为1.312 mmol/g和43.51%,其溶胀率为5.05%,低于Nafion膜的11.50%.热重分析(TGA)结果表明该梳型g-SPEEK具有较好的热力学稳定性,且该聚合物膜具有与Nafion膜相当的抗氧化性.在相同的离子交换容量下,梳型g-SPEEK比主链型SPEEK具有更好的H+离子透过性能.

交联型PVA/PSSA/Na-MMT复合钒电池质子交换膜的制备与性能研究

以聚乙烯醇(PVA)、聚苯乙烯磺酸(PSSA)和钠基蒙脱土(Na-MMT)为原料,戊二醛(GA)为交联剂,通过溶液共混法制备交联型PVA/PSSA/Na-MMT质子交换复合膜.红外光谱(IR)分析表明,复合膜中PSSA的磺酸基与PVA的羟基发生酯化交联反应,提高了复合膜的稳定性;热重分析(TGA)证明,复合膜具有较好的耐热性;扫描电镜(SEM)显示,MMT在复合膜得到均匀的分散.交联剂戊二醛(GA)和钠基蒙脱土(Na-MMT)提高了复合膜的耐水性与尺寸稳定性.含有质量分数15%PSSA和3%Na-MMT复合膜的钒离子渗透率为1.58×10-6 cm2/min.单电池的库伦效率可达43.7%.