SPEEK/PANI/PWA复合质子交换膜的制备及性能

为了解决Nafion膜甲醇渗透的问题,以聚醚醚酮(PEEK)、聚苯胺(PANI)和磷钨酸(PWA)为原料,采用流延制膜法制备了SPEEK/PANI/PWA复合质子交换膜,并通过X-射线衍射(XRD)、红外光谱分析(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)等对其组织和结构进行了表征,利用紫外可见分光光度计、电化学工作站和气相色谱仪等对其性能进行了测试。研究结果表明,与SPEEK/PANI和SPEEK/PWA复合质子交换膜相比,SPEEK/PANI/PWA复合质子交换膜的综合性能有很大改善,可作为DMFC用质子交换膜。

SPEEK/SiO_2复合型质子交换膜的结构与性能

以磺化聚醚醚酮(SPEEK)为基体,通过溶胶-凝胶法制得了SPEEK/SiO2复合质子交换膜,采用扫描电镜、交流阻抗和热重分析等方法研究了复合膜的结构与性能。结果表明,SiO2与SPEEK之间的共价交联使两相间的相容性得到明显的改善,SiO2粒子以纳米尺寸均匀地分散在聚合物基体中。SiO2粒子的掺入使得复合膜的质子传导性能略有降低,但复合膜中SPEEK-SiO2-SPEEK这种共价交联结构的生成使膜的阻醇性能和溶胀性能得到了明显提高,热稳定性也有所提高。

流延法制备的SPEEK/SiO_2/SiWA复合膜

用流延法制备了磺化聚醚醚酮(SPEEK)/二氧化硅(Si O2)/硅钨酸(Si WA)复合膜,并分析了复合膜的形貌、质子传导性能、阻醇性能及溶胀性能。m(SPEEK)∶m(Si O2)∶m(Si WA)=70∶10∶20的复合膜性能良好:在90℃时的质子传导率为0.018 S/cm;在30℃和90℃时的甲醇渗透率分别为3.4×10-8cm2/s和5×10-7cm2/s;温度从30℃升高到80℃,吸水率仅增加了17.9%,溶胀率仅增加了0.9%;Si O2和Si WA在复合膜中分散均匀,颗粒细小,没有团聚。

MMA-co-ILS对PVDF超滤膜的亲水性改性及其抗菌性研究

本文针对聚偏氟乙烯(PVDF)超滤膜展开了亲水改性及抗污染性能改性。通过原位聚合技术引入具有亲水性的离子液体。本文采用溴化1-丁基-3-乙烯基咪唑(ILs)作为亲水性添加剂,同时引入甲基丙烯酸甲酯(MMA)作为相容剂,通过精确控制反应条件确保添加剂在聚合过程中均匀分散,以实现离子液体的有效整合。此后,应用相转换技术制备出最终的PVDF复合膜。结果表明,改性后的PVDF膜性能明显提升。水接触角从改性前的86.99°显著降低至68.62°,纯水通量高达552.7 L/(m^(2)·h),平衡含水率由11.8%上升至59.68%。牛血清蛋白(BSA)截留率相对纯PVDF膜有所上升,达到90.13%,且有较强的抗菌性,在水处理分离膜领域具有好的应用前景。

磺化聚醚醚酮掺杂叔铵盐类离子液体复合膜的制备及离子液体与Pt/C催化剂的相容性

采用中和法制备了两种叔铵盐类离子液体[(CH3CH2)3NH+][HSO-4](简称TEAS)及[(CH3CH2)3NH+][H2PO-4](简称TEAP),傅里叶红外光谱图表明制备的离子液体为TEAS及TEAP。并将制备的叔铵盐类离子液体掺杂到不同磺化度的磺化聚醚醚酮(简称SPEEK)中,通过溶液浇铸法制备了SPEEK/IL复合膜,对复合膜进行了差示扫描量热(DSC)表征,测试了复合膜中离子液体的流失率及其与Pt/C催化剂的循环伏安(CV)及氧还原(ORR)曲线。SPEEK掺杂叔铵盐类离子液体后,由于叔铵盐离子液体以化学力与SPEEK网状结构中的磺酸基结合,导致复合膜的热稳定性下降,但同时也降低了复合膜中的离子液体流失率。CV及ORR曲线表明,Pt/C催化剂与叔铵盐离子液体电化学窗口相差较小,氧还原活性降低少,两者相容性较好。此类复合膜在质子交换膜燃料电池中具有应用前景。