磷酸掺杂磺化聚(亚芳基醚)-聚(N-乙烯基咪唑)膜电化学性能研究

使用磺化聚芳基醚(SDF-F)作为酸性聚合物、聚(N-乙烯基咪唑)(PVIm)作为碱性聚合物,合成了用于高温工作的磷酸掺杂磺化聚(亚芳基醚)-聚(N-乙烯基咪唑)(SDF-F/PVIm)质子交换膜,进行了热损失、电导率、阻抗光谱和单电池性能测试。结果表明,SDF-F/PVIm膜热稳定性良好。在无水条件下,交联膜在150~200℃具有很高的质子电导率,且电导率随着温度的升高而增加。在不同的温度下单电池的性能表现优异,在190℃时,可以获得528 mW/cm2最大功率密度,且无需外部加湿。合成的SDF-F/PVIm有望成为高温PEMFCs的新型聚合物电解质。

N-乙烯基咪唑共聚交联微球的制备及其对二氯苯酚的吸附特性

采用悬浮聚合法,以N-乙烯基咪唑（NVI）为主单体、苯乙烯（St）为共单体、乙二醇二甲基丙烯酸酯（EGDMA）为交联剂、聚乙烯醇（PVA）为分散剂,制备了吸附材料PNVI-St交联微球。重点考察了分散剂用量、搅拌速率、油水两相体积比、交联剂用量、NaCl用量对交联微球的成球性能及粒度的影响规律,研究了该微球对二氯苯酚的静态吸附性能。结果表明：分散剂用量、搅拌速率与油水两相体积比是影响交联微球制备的主要因素,在水相中加入电解质NaCl有助于成球过程,控制悬浮聚合的反应条件,可以制备出球形度好、粒径在100~200μm可调控的交联微球PNVI-St。静态吸附实验结果表明：凭借强烈的氢键相互作用,微球表面的咪唑基团对二氯苯酚具有很强的吸附能力,饱和吸附量可达143 mg/g。

聚N-乙烯基咪唑对盐酸介质中Q235钢的缓蚀性能

以N-乙烯基咪唑单体为原料,偶氮二异丁腈为引发剂,苯为溶剂,合成聚N-乙烯基咪唑(PVI)。采用静态失重法、Tafel极化曲线以及电化学阻抗法研究不同温度和含量下PVI在HCl溶液中对Q235钢的缓蚀性能,并研究了其缓蚀机理及缓蚀剂吸附方式。结果表明:在298K下,1 mol·L-1HCl溶液中,缓蚀剂浓度为2mg·L-1时,缓蚀效率达到90.1%,在高温(328 K),高酸(2 mol·L-1)下的缓蚀率仍可达到84%以上。电化学测试结果表明,PVI属于混合型缓蚀剂,与金属的吸附符合Langmuir吸附等温关系式;吸附自由能结果表明,缓蚀剂具有强烈的在金属上吸附的倾向,主要以化学吸附方式为主。

磷酸掺杂磺化聚(亚芳基醚)-聚(N-乙烯基咪唑)膜制备研究

以磺化聚亚芳基醚(SDF-F)为酸性聚合物,聚(N-乙烯基咪唑)(PVIm)为碱性聚合物,通过不同类型聚合物的离子交联制备了1种新型膜。制备的膜采用凝胶渗透色谱(GPC)、傅里叶变换红外(FT-IR)、X-射线光电子能谱(XPS)、X-射线衍射(XRD)以及电子显微镜(FE-SEM)和能量色散光谱(EDS)等方法研究聚合物的理化性质。结果表明,SDF-F和PVIm之间的离子交联改变了N 1s和S 2p的结合能,磷酸掺杂后聚合物的结晶度有所降低,横截面的EDS线扫描图像显示磷酸分布均匀。合成的SDF-F/PVIm已被确定为有望用于高温质子交换膜燃料电池的新型聚合物电解质。

PMMA-b-PBMA-b-PNVIm(Bu)BF_4离子液体嵌段聚合物的RAFT合成及表征

以S-十二烷基-S′-(α,α′-二甲基-α″-乙酸)-三硫代碳酸酯为链转移剂,制备了窄分布的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)大分子链转移剂,用大分子链转移剂来引发第二单体甲基丙烯酸丁酯(BMA)制备了PMMA-b-PBMA二嵌段聚合物。再以二嵌段聚合物为大分子链转移剂引发N-乙烯基咪唑(NVIm)合成PMMA-b-PBMA-b-PNVIm三嵌段聚合物。通过与溴代正丁烷发生季铵化反应并与氟硼酸钠进行阴离子交换得到离子液体嵌段聚合物PMMA-b-PNVIm(Bu)BF_4。运用核磁、红外和凝胶渗透色谱及差示扫描量热等技术对产物的结构、分子量及分子量分布和玻璃化转变温度进行表征。结果表明,嵌段聚合物为PMMA166-b-PBMA145-b-PNVIm144,分子量分布为1.68,合成过程具有活性/可控聚合特征。

聚乙烯基咪唑为稳定剂制备纳米金的研究

以硼氢化钠为还原剂,水溶性聚合物聚N-乙烯基咪唑(PVI)为稳定剂制备了纳米金溶液。采用紫外-可见分光光度计表征了所制得的纳米金溶液的光学性能。采用透射电镜(TEM)对纳米金溶液进行了粒径表征。结果表明,以PVI为稳定剂制备的纳米金粒径在1nm左右,未观察到可见光波段的吸收峰,表明金粒径极其微小,与TEM结果一致。

电镀铜添加剂的合成及其电化学性能

以N-乙烯基咪唑单体为原料,通过自由基引发聚合,合成了聚N-乙烯基咪唑。以聚N-乙烯基咪唑为中间体合成了聚溴化N-乙烯基-N′-丁基咪唑。通过红外光谱仪、核磁共振仪及元素分析仪对其结构进行了表征。采用阴极极化曲线、交流阻抗谱测试其电化学性能,并将该物质作为电镀铜添加剂。结果表明,该阳离子高分子化合物能够增大阴极极化,降低铜离子在阴极析出电位,获得晶粒细致、光亮平整的镀层,是良好的印刷电路板电镀铜的添加剂。