Gemini型分子在燃料电池用全互穿网络膜中的应用

以季铵化壳聚糖(QCS)、丙烯酰胺(AM)和Gemini型阳离子表面活性剂顺丁烯二酸二乙酯撑基双[辛烷基二甲基氯/溴化铵](G8-2-8)为原料,借助引发剂过硫酸钾(KPS)将AM与Gemini型分子引发聚合,生成嵌段聚合物。利用戊二醛(GA)将上述嵌段聚合物与QCS交联,制备具有全互穿网络结构的阴离子交换膜。结果表明,该膜具有较高的力学性能和电导率。另外,随着膜中G8-2-8质量分数的增加,电导率、含水率、离子交换量、断裂伸长率增加;拉伸强度下降。G8-2-8质量分数为20%的阴离子膜在70℃条件下,电导率高达6.56×10-2 S/cm。扫描电镜结果表明,Gemini分子引入后,膜表面致密均一,结构中没有明显的相分离现象;热稳定性测定结果表明,该膜具有良好的热稳定性能,最低分解温度高于200℃。

QPVA/G8-2-8/AM全互穿网络膜的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

以季铵化聚乙烯醇(QPVA),丙烯酰胺(AM)和Gemini型阳离子表面活性剂(顺丁烯二酸二乙酯撑基双[辛烷基二甲基氯/溴化铵],缩写:G_(8-2-8))为原料,借助引发剂过硫酸钾和交联剂戊二醛,制备具有全互穿网络结构的阴离子交换膜。研究了其对Cr(Ⅵ)的吸附效果以及其吸附模型。研究结果表明:当G_(8-2-8)含量为25%,吸附时间为80min,pH=3,Cr(Ⅵ)的初始浓度为80mg/L时,对Cr(Ⅵ)的吸附效果最好。

全互穿网络温敏海藻酸锆凝胶球的磷吸附性能

制备了具有温敏性的全互穿网络聚(N-异丙基丙烯酰胺)/海藻酸锆凝胶球(PNIPAM/Alg-Zr),探究了其吸附回收水中磷的性能.结果发现,吸附性能受到pH、温度和共存离子因素的影响.酸性条件(pH=2)下可获得最大吸附量(30.42 mg/L).低温有利于获得较高吸附量.SO_4^(2-)对吸附磷的过程有一定的干扰,但增加SO_4^(2-)浓度对吸附性能的影响不大.吸附动力学更符合准二级动力学模型,为表面扩散和内部颗粒扩散所控制.Freundlich模型能更好地拟合等温吸附数据.吸附磷后的PNIPAM/Alg-Zr在较高温度刺激下可获得更快的脱附速率,并且5次循环再生后保持稳定的吸附性能.通过零点电荷pH(pHpzc)和X射线光电子能谱分析,推测其吸附机理为静电吸附和配位交换.PNIPAM/Alg-Zr呈现良好的柱吸附特点,可用Thomas模型进行模拟.

新型耐高温体膨型高分子材料研发及性能评价

采用原位交联一步法,以含酰胺键的H-2单体和含羟基官能团的H-1大分子为主要原料,合成三维方向全互穿的耐高温高分子材料HTP。红外光谱数据表明,在HTP中同时存在H-1交联键的特征官能团和交联的H-2特征官能团,H-1交联反应和H-2聚合交联反应可以同时发生。电子显微镜照片证实了HTP的全互穿交联结构,交联反应后,HTP结构发生明显变化,纤维尺寸明显缩小。该材料抗拉伸,分散稳定性好,遇水体积膨胀,常温1.5 h内达到最大体膨倍数1.69。在90、120、140℃下用地层水浸泡130 d后,HTP体积缩小率分别为1.57%、3.24%和6.82%。

基于环糊精分子构筑主客体络合型OH^-导电膜

将β-环糊精(β-CD)引入到以聚乙烯醇(PVA)和季铵化壳聚糖(QCS)为膜基质的混合铸膜液中,然后借助联合交联剂〔戊二醛(GA)+三聚氰胺(MA)〕将前述铸膜液中的3种物质交联,制备一系列环糊精含量不同、具有全互穿网络结构的主客体络合物型OH-导电膜(CDX-QCSY-PVAY,X为β-CD的含量,Y为QCS与PVA的含量)。结果表明,随着β-CD质量分数的增加,羟基含量增加,络合Ca2+吸附OH–数量增加,离子交换量、电导率与拉伸强度等均呈上升趋势,但含水率、溶胀度与断裂伸长率呈下降趋势。当β-CD含量为20%(以β-CD、QCS和PVA的总质量为基准,下同)时,导电膜综合性能最佳。此时含水率为71.1%,溶胀度为63.7%,拉伸强度为69.5 MPa,断裂伸长率为48.5%,离子交换量为2.43 mmol/g,电导率为7.1×10-2S/cm(70℃)。在70℃、6 mol/L KOH溶液中,上述膜样品在泡碱240 h后的电导率降低了17%,具有较好的耐碱稳定性。