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侧链型含氟磺化聚醚砜/磺化聚酰亚胺共混质子交换膜的制备及性能 被引量:16
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作者 陶应勇 张虚略 +7 位作者 胡朝霞 张晶晶 耿慧 高颖 袁祖凤 毕慧平 陈守文 王连军 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期793-800,共8页
制备了一类侧链型含氟磺化聚醚砜(s SPFES)与磺化聚酰亚胺(SPI)共混质子交换膜(s SPFES/SPI),研究了其吸水率、尺寸变化、质子电导率及稳定性等性能.结果表明,2种磺化聚合物以三乙胺盐型溶液共混及铸膜时相容性良好,制备的s SPFES... 制备了一类侧链型含氟磺化聚醚砜(s SPFES)与磺化聚酰亚胺(SPI)共混质子交换膜(s SPFES/SPI),研究了其吸水率、尺寸变化、质子电导率及稳定性等性能.结果表明,2种磺化聚合物以三乙胺盐型溶液共混及铸膜时相容性良好,制备的s SPFES/SPI共混质子交换膜结构均一,透明结实,离子交换容量为1.76~1.88 mmol/g.s SPFES/SPI共混质子交换膜表现出横向低于纵向的各向异性尺寸变化特性,在60℃水中横向尺寸变化率低于10%,经140℃加压水处理24 h后仍能保持较好的机械强度,质量损失低于6.1%.当温度高于50℃时,完全水合状态下的s SPFES/SPI共混质子交换膜的质子电导率均达到0.1 S/cm. 展开更多
关键词 质子交换膜 磺化聚醚砜 磺化聚酰亚胺 共混 尺寸变化率
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用于质子交换膜的磺化聚酰亚胺的合成与性能研究 被引量:9
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作者 王雷 孟跃中 +1 位作者 王拴紧 朱光明 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1408-1410,共3页
A novel sulfonated polyimide containing triphenyl methane as the polymer electrolytes for fuel cell appliaction was successfully synthesized.The sulfonic acid function was only attached at the para positions on the pe... A novel sulfonated polyimide containing triphenyl methane as the polymer electrolytes for fuel cell appliaction was successfully synthesized.The sulfonic acid function was only attached at the para positions on the pendant phenyl rings due to the novel sulfonated diamine structures designed.The sulfonated polymers are very soluble in common organic solvents,such as dimethyl sulfoxide,N,N’-dimethylacetamide,and can be readily cast into tough and smooth films from solutions.The membranes show excellent hydrolytic and oxidative stabilities and can be potentially used as the proton-exchange membranes for fuel-cells. 展开更多
关键词 磺化聚酰亚胺 质子交换膜 水解稳定性
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磺化聚芳醚砜/磺化聚酰亚胺复合质子交换膜的制备与性能研究 被引量:7
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作者 毕慧平 王佳力 +5 位作者 陈守文 胡朝霞 高智琳 张轩 王连军 冈本健一 《高分子学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2010年第8期966-972,共7页
利用溶液浇铸法制备了一系列双磺化型磺化聚芳醚砜/磺化聚酰亚胺(SPAES/SPI)复合质子交换膜.扫描电子显微镜(SEM)结果显示复合膜不存在明显的相分离,表明二者具有很好的相容性.由于SPI的引入,复合膜在甲醇中稳定性较纯SPAES具有大幅的提... 利用溶液浇铸法制备了一系列双磺化型磺化聚芳醚砜/磺化聚酰亚胺(SPAES/SPI)复合质子交换膜.扫描电子显微镜(SEM)结果显示复合膜不存在明显的相分离,表明二者具有很好的相容性.由于SPI的引入,复合膜在甲醇中稳定性较纯SPAES具有大幅的提高,比Nafion112低得多的甲醇吸收率表明了这些复合膜具有比后者更低的甲醇透过率.复合膜显示了与单组分膜相类似的高温分解稳定性,磺酸基团的分解温度达到了290℃以上.复合膜显示出远高于纯SPAES膜的尺寸稳定性能,在130℃高温中200h处理后,所有的复合膜均保持了高的机械性能,而此时纯SPAES膜已经溶解于水中.而且由于两种磺化聚合物间的复合,复合膜维持了较高的IEC水平,显示了较高的质子导电率,在80%相对湿度时的质子导电率与Nafion112相近,而在水中的质子导电率均高于Nafion112. 展开更多
关键词 复合质子交换膜 磺化聚芳醚砜 磺化聚酰亚胺 燃料电池
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羰基和砜基共交联磺化聚酰亚胺质子交换膜的制备及燃料电池性能 被引量:8
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作者 陈康成 白文馨 +2 位作者 赵之平 刘文芳 杨智 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期781-787,共7页
为提高磺化聚酰亚胺质子交换膜(SPI PEM)的高温耐水解稳定性及电池性能,用3,5-双(4-氨基苯氧基)苯甲酸(BAPBa)制备了一系列六元环型SPI PEM,利用甲磺酸/五氧化二磷溶液(PPMA)制备了羰基和砜基共交联的SPI PEM.测定了SPI PEM的质子传导... 为提高磺化聚酰亚胺质子交换膜(SPI PEM)的高温耐水解稳定性及电池性能,用3,5-双(4-氨基苯氧基)苯甲酸(BAPBa)制备了一系列六元环型SPI PEM,利用甲磺酸/五氧化二磷溶液(PPMA)制备了羰基和砜基共交联的SPI PEM.测定了SPI PEM的质子传导率、耐水解稳定性、机械性能及电池性能.结果表明,羰基和砜基共交联提高膜交联度的同时减少了磺酸基的消耗,使SPI PEM保持较高的质子传导率.在相对湿度为50%RH时,羰基和砜基共交联SPI PEM的质子传导率为7.8 m S/cm,比同样条件下砜基交联的SPI PEM提高28%.羰基和砜基共交联的SPI PEM在130℃水中老化500 h后断裂伸长率为18%,质子传导率未明显降低.羰基和砜基共交联SPI PEM作为电池时,最大功率密度达到0.85 W/cm2,是砜基交联PEM的1.3倍. 展开更多
关键词 羰基和砜基共交联 质子交换膜 磺化聚酰亚胺 燃料电池
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磺化聚酰亚胺/木质素磺酸钠质子交换复合膜的制备与表征 被引量:7
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作者 张琪 张弛 +1 位作者 钟璟 徐荣 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期99-102,107,共5页
通过共混法将木质素磺酸钠(SLS)引入到磺化聚酰亚胺(SPI)中,制备了SPI/SLS质子交换复合膜。通过红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)表征复合膜的化学结构和微观形貌,并对复合膜的含水率、溶胀度、机械性能、热稳定性和质子传导性能进行研... 通过共混法将木质素磺酸钠(SLS)引入到磺化聚酰亚胺(SPI)中,制备了SPI/SLS质子交换复合膜。通过红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)表征复合膜的化学结构和微观形貌,并对复合膜的含水率、溶胀度、机械性能、热稳定性和质子传导性能进行研究。结果表明:SLS均匀分散在SPI内部,SLS的引入提升了质子交换复合膜的热稳定性。SPI/SLS-15复合膜的拉伸强度为49.1MPa,是Nafion117膜的1.84倍。复合膜的质子电导率随SLS含量的增加而增加,SPI/SLS-15质子交换复合膜的质子电导率最高,在90℃水中达到0.329S/cm。SLS增加了复合膜的保水性和质子传输位点,使复合膜的质子电导率有很大提升。 展开更多
关键词 质子交换膜 磺化聚酰亚胺 木质素磺酸钠 质子电导率
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侧链含氮原子磺化聚酰亚胺膜材料的制备及其性能研究 被引量:5
6
作者 李玉邯 金日哲 高连勋 《高分子学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第8期1096-1102,共7页
以对苯二酚为原料经过三步反应,合成了含叔胺取代基的二胺单体2,5-二((二甲氨基)亚甲基)-1,4-二(对氨基苯氧基)苯(DMAPB),并与1,4,5,8-四酸萘二酐(NTDA)、磺化二胺4,4'-二氨基二苯醚-2,2'-二磺酸(ODADS)高温聚合,通过改变磺化... 以对苯二酚为原料经过三步反应,合成了含叔胺取代基的二胺单体2,5-二((二甲氨基)亚甲基)-1,4-二(对氨基苯氧基)苯(DMAPB),并与1,4,5,8-四酸萘二酐(NTDA)、磺化二胺4,4'-二氨基二苯醚-2,2'-二磺酸(ODADS)高温聚合,通过改变磺化二胺单体(ODADS)的含量,制备了一系列具有不同磺化度的侧链含氮原子磺化聚酰亚胺.采用间甲酚为溶剂,通过溶液浇铸法制备成膜.由于将N-原子引入到聚酰亚胺的侧链,使得其与磺酸基更易形成较强的离子交联,从而有效地控制膜溶胀,提高了膜稳定性.新的磺化聚酰亚胺的热稳定性高达330℃并显示了良好的氧稳定性,其阻醇性能也得到了提高,在20℃下,膜的甲醇渗透系数为2.05×10-7至5.11×10-7cm2/s,远低于Nafion 117(2×10-6cm2/s)一个数量级.磺化度40%的磺化聚酰亚胺膜在100℃去离子水中测试1000 h以上仍能保持较好的机械性能.膜在高湿条件下也显示了良好的机械性能.然而,膜的质子传输率有所下降,这应该是较强的离子交联导致膜产生较致密的结构,减少了含水量并阻碍了水和H+的移动.同时,磺酸基与氮原子发生离子交联,减少了参与质子传输的磺酸基数量,降低了聚合物膜的酸性. 展开更多
关键词 磺化聚酰亚胺 酸碱交联 质子交换膜 燃料电池
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SULFONATED POLYIMIDES CONTAINING PYRIDINE GROUPS AS PROTON EXCHANGE MEMBRANE MATERIALS 被引量:1
7
作者 高连勋 《Chinese Journal of Polymer Science》 SCIE CAS CSCD 2011年第5期532-539,共8页
A series of sulfonated polyimides (SPIs) containing pyridine groups were prepared by direct polycondensation from 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride (NTDA), 4,4'-diaminodiphenyl ether-2,2'-disulfonic... A series of sulfonated polyimides (SPIs) containing pyridine groups were prepared by direct polycondensation from 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride (NTDA), 4,4'-diaminodiphenyl ether-2,2'-disulfonic acid (ODADS) and 4-(4-methoxy)phenyl-2,6-bis(4-aminophenyl)pyridine (DAM). The resulting copolymers displayed good solubility in common organic solvents. Flexible, transparent, tough membranes were obtained via solution casting. All the films showed high thermal stability with desulfonation temperature over 300℃. They exhibited prominent mechanical properties with Young's modulus around 2.0 GPa. High proton conductivity (0.23 S/cm at 100% RH) was also observed. More importantly, the new materials exhibited low water uptake (30 wt%-75 wt% at 80℃) and improved water stability, which were attributed to the acid-base interaction between sulfonic acid and pyridine functional groups. 展开更多
关键词 sulfonated polyimide PYRIDINE Acid-base interaction Proton conductivity. sulfonated polyimide PYRIDINE Acid-base interaction Proton conductivity.
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Sulfonated Polyimides Containing 1,2,4-Triazole Groups for Proton Exchange Membranes 被引量:2
8
作者 Rui Lei 高连勋 +1 位作者 Ri-zhe Jin Xue-peng Qiu 《Chinese Journal of Polymer Science》 SCIE CAS CSCD 2014年第7期941-952,共12页
A series of sulfonated polyimide copolymers as novel proton exchange materials were synthesized by the polycondensation of 1,4,5,8-naphthalene-tetracarboxylic dianhydride (NTDA), sulfonated diamine based on pyridine... A series of sulfonated polyimide copolymers as novel proton exchange materials were synthesized by the polycondensation of 1,4,5,8-naphthalene-tetracarboxylic dianhydride (NTDA), sulfonated diamine based on pyridine group and diamine containing N-phenyl-1,2,4-triazole moiety. Flexible, transparent and tough membranes with high thermal stability and good mechanical properties were obtained. They exhibited good stability in boiling water and Fenton's reagent at 80 ℃. More interestingly, a nonlinear relationship between proton conductivities of the resulting membranes and the degree of sulfonation (DS) was observed. The membrane with 50% DS exhibited the maximum proton conductivity, which was due to the combinational contributions of sulfonic acid and N-pheny-1,2,4-triazole groups. Thus, the N-phenyl-l,2,4- triazole moiety in this study not only can depress water absorption but also increase proton conductivity, especially at low DS. 展开更多
关键词 TRIAZOLE Acid-base interaction sulfonated polyimide Proton exchange membrane.
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羰基和砜基共交联磺化聚酰亚胺质子交换膜的高温燃料电池性能及各向异性 被引量:4
9
作者 陈康成 纪梦蝶 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期989-995,共7页
研究了羰基和砜基共交联聚酰亚胺膜M1C和M2C的膜溶胀和质子传导的各向异性,以及在高温和低湿度条件下燃料电池的发电和耐久性能.研究结果表明,M1C和M2C膜厚方向溶胀比砜基交联质子交换膜(R1C)的小,且无显著的膜面方向尺寸变化.M1C和M2C... 研究了羰基和砜基共交联聚酰亚胺膜M1C和M2C的膜溶胀和质子传导的各向异性,以及在高温和低湿度条件下燃料电池的发电和耐久性能.研究结果表明,M1C和M2C膜厚方向溶胀比砜基交联质子交换膜(R1C)的小,且无显著的膜面方向尺寸变化.M1C和M2C的膜厚方向质子传导率明显大于R1C.温度、压力和相对湿度在很大程度上影响了燃料电池的性能.在相同条件下,M1C的燃料电池发电性能优于R1C.90℃时,较高的相对湿度(RH)82%下,M1C和R1C具有与Nafion相近的发电性能;随着相对湿度降低到27%,M1C的电池性能显著降低,但仍高于R1C.随着操作温度从90℃提高到110℃,所有质子交换膜的性能都大幅下降.在0.2 MPa及RH为49%时,M1C的最大输出功率比R1C高21%.当电池压力上升至0.3 MPa后,M1C的最大输出功率从0.2 MPa时的0.17 W/cm^2提高到0.38 W/cm^2.M1C在110℃下连续运行330 h后性能未见明显下降,说明羰基和砜基共交联的磺化聚酰亚胺质子交换膜具有良好的高温燃料电池耐久性能. 展开更多
关键词 羰基和砜基共交联 磺化聚酰亚胺 各向异性 质子交换膜 燃料电池性能
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Synthesis and Characterization of Photosensitive Poly(imide sulfonates) for Fuel Cell Application 被引量:1
10
作者 文璞山 LIU Hui +2 位作者 KIM Jae Hoon LI Xiangdan LEE Myong-Hoon 《Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science)》 SCIE EI CAS 2013年第4期635-642,共8页
The novel sulfonated polyimide membranes were successfully synthesized by thermal imidization with monomers of 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride (6FDA), 4,4'-diamino- diphenyl ether-2,2'-disul... The novel sulfonated polyimide membranes were successfully synthesized by thermal imidization with monomers of 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride (6FDA), 4,4'-diamino- diphenyl ether-2,2'-disulfonic acid (SODA) and 3,3 '-diaminochalcone (3DAC). Photosensitive chalcone moiety was introduced to the main chain of copolymers, and the photocrosslinking of resulting copolymer in aqueous electrolyte was attempted. A series of sulfonated copolyimide precursors containing chalcone functional groups in the main chain were prepared with different sulfonation degrees by controlling the molar ratio of SODA, 6FDA and 3DAC. The polymer membranes were prepared from these sulfonated aromatic precursors by solution casting and subsequent thermal imidization. The crosslinking with UV irradiation was attempted in the presence or absence of distilled water. The characterizations of the resulting membrane such as the ion-exchange capacity, water absorption and ionic conductivity were performed with respect to the copolymer compositions and the photocrosslinking conditions. 展开更多
关键词 sulfonated polyimide PHOTOSENSITIVE CHALCONE polymer electrolyte membrane fuel cell
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含咪唑基磺化聚酰亚胺质子交换膜的制备及性能 被引量:3
11
作者 徐宏 徐帆 +3 位作者 张桂梅 马锐 郭晓霞 房建华 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期498-503,共6页
将1,4,5,8-萘四酸二酐(NTDA)与不同的磺化二胺单体、5-氨基-(2-对氨基苯)苯并咪唑(APABI)及9,9’-对(4-氨基苯基)芴(BAPF)在间甲酚介质中进行缩聚,通过控制磺化二胺与其他二胺单体的摩尔比,合成了一系列具有不同离子交换容量(IEC)的含... 将1,4,5,8-萘四酸二酐(NTDA)与不同的磺化二胺单体、5-氨基-(2-对氨基苯)苯并咪唑(APABI)及9,9’-对(4-氨基苯基)芴(BAPF)在间甲酚介质中进行缩聚,通过控制磺化二胺与其他二胺单体的摩尔比,合成了一系列具有不同离子交换容量(IEC)的含咪唑基磺化聚酰亚胺(Im-SPI).同时,用溶液浇注法制得了具有良好机械强度的磺化聚酰亚胺薄膜,这些磺化聚酰亚胺薄膜在较高的相对湿度下显示出与Nafion112相当甚至更高的质子导电率,咪唑基的引入显著提高了膜的抗自由基氧化性,但膜的耐水性没有明显变化. 展开更多
关键词 质子交换膜 燃料电池 磺化聚酰亚胺 咪唑基 质子导电率
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Synthesis and characterization of novel sulfonated polyimide containing phthalazinone moieties as PEM for PEMFC
12
作者 Hai Yan Pan Yong Fang Liang +1 位作者 Xiu Ling Zhu Xi Gao Jian 《Chinese Chemical Letters》 SCIE CAS CSCD 2007年第9期1148-1150,共3页
A novel sulfonated diamine monomer, 1,2-dihydro-2-(3-sulfonic-4-aminophenyl)-4-[4-(4-aminophenoxy)-phenyl]phthalazin-1-one (S-DHPZDA), was successfully synthesized by direct sulfonation of diamine 1,2-dihydro-2-(4-ami... A novel sulfonated diamine monomer, 1,2-dihydro-2-(3-sulfonic-4-aminophenyl)-4-[4-(4-aminophenoxy)-phenyl]phthalazin-1-one (S-DHPZDA), was successfully synthesized by direct sulfonation of diamine 1,2-dihydro-2-(4-aminophenyl)-4-[4-(4-aminophenoxy)-phenyl]-phthalazin-1-one (DHPZDA). A series of sulfonated polyimides (SPIs), which can be used as the material of the proton exchange membrane (PEM) for the proton exchange membrane fuel cell (PEMFC), were prepared from 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride (NTDA), S-DHPZDA, and nonsulfonated diamines DHPZDA. The structure of the monomer and polymers were characterized by FT-IR and 1H NMR. The solubility of the S-DHPZDA-based SPIs has been improved due to the induction of the phthalazione moiety. The SPIs membranes have high thermo-stability, predominant swelling resistance with high ion exchange capacity. 展开更多
关键词 sulfonated polyimide Proton exchange membrane PEMFC
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Synthesis and Characterization of Novel Sulfonated Polyimides from 4,6-Bis(4-aminophenoxy)-naphthalene-2-sulfonic Acid
13
作者 LI Yu-han WANG Wei-jian +1 位作者 JIN Ri-zhe GAO Lian-xun 《Chemical Research in Chinese Universities》 SCIE CAS CSCD 2013年第6期1225-1228,共4页
A novel sulfonated diamine monomer, 4,6-bis(4-arninophenoxy)-naphthalene-2-sulfonic acid(BAPNS), was synthesized. A series of sulfonated polyimide copolymers was prepared from BAPNS, 1,4,5,8-naphthalenetetracarbox... A novel sulfonated diamine monomer, 4,6-bis(4-arninophenoxy)-naphthalene-2-sulfonic acid(BAPNS), was synthesized. A series of sulfonated polyimide copolymers was prepared from BAPNS, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride(NTDA) and nonsulfonated diamine 4,4'-diaminodiphenyl ether(ODA). Flexible, transparent, and mechanically strong membranes were obtained. The novel sulfonated polyimide(SPI) membranes show higher conductivity, for example, SPI-100 shows a conductivity of 0.0698 S/cm at 80℃(SPI-X: Xrefers to molar fraction of BAPNS). The membranes exhibit the permeability of methanol from 2.18×10^-7 cm2/s to 2.57×10^-7 cm2/s, which is much lower than that of Nafion(2.00×10 6 cm^2/s). The copolymers were thermally stable up to 330℃. The sulfonated polyimide copolymers also show reasonable mechanical strength; for example, the maximum tensile strength at break of the sulfonated polyimide copolymer with 100%(molar fraction) BAPNS is 1.35 GPa under high moisture condi- tions. The optimum concentration of BAPNS was found to be 100%(molar fraction) from the view point of proton conductivity, methanol permeability, and membrane stability. 展开更多
关键词 sulfonated polyimide Proton conductivity Proton-exchange membrane
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SPI/S-BEA复合质子交换膜的制备及电池性能 被引量:1
14
作者 陈康成 韩丁波 +1 位作者 赵之平 刘文芳 《高分子学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第6期633-640,共8页
通过在磺化聚酰亚胺(SPI)中加入具有高温保水功能的无机纳米粒子磺化多孔沸石(S-BEA)制备SPI/S-BEA复合质子交换膜(PEM).扫描电镜显示当S-BEA含量为10%时(H1),无机颗粒较为均一的分散在SPI PEM中,当S-BEA的含量提高到20%时(H2),无机颗... 通过在磺化聚酰亚胺(SPI)中加入具有高温保水功能的无机纳米粒子磺化多孔沸石(S-BEA)制备SPI/S-BEA复合质子交换膜(PEM).扫描电镜显示当S-BEA含量为10%时(H1),无机颗粒较为均一的分散在SPI PEM中,当S-BEA的含量提高到20%时(H2),无机颗粒团聚增多,可明显观察到有机/无机宏观相分离界面.SPI/S-BEA复合PEM H1的离子交换容量(IEC)较SPI PEM M1下降了12%,由于S-BEA粒子的存在,吸水率并未有下降,膜中单位磺酸基团的水分子摩尔数从原来的23提高到10%杂化量时的26.由于无机颗粒表面的羟基和高分子链的氢键作用,复合PEM在干燥和润湿环境下的尺寸变化并无明显增加,且保持良好的机械性能.适量加入S-BEA的复合PEM的IEC值虽然有所下降,但低湿度下的质子传导率并未明显降低.当S-BEA含量达到20%时,其明显的宏观相分离界面不利于质子在膜内的有效传导,质子传导率有所下降.燃料电池性能测试表明,在90℃下,SPI/S-BEA复合PEM H1与SPI PEM M1相比较并未有明显的提高.当电池温度提高到110℃后,由于无机粒子S-BEA的高温保水性能,复合PEM的电池性能要明显好于SPI PEM,如H1电池最大输出功率为0.61 W cm-2,相对M1提高了30%. 展开更多
关键词 磺化聚酰亚胺 磺化多孔沸石 有机/无机复合 质子交换膜 燃料电池
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磺化自聚微孔聚酰亚胺的制备及磺化度对其气体分离性能的影响
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作者 刘清潭 储家琛 +1 位作者 李建新 马小华 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1-7,共7页
研究了-SO3H基团的引入和不同磺化度对微孔聚酰亚胺气体分离膜的影响.区别于后磺化法,采用一步法使磺化单体2,4,6-三甲基二氨基苯磺酸(TrMSA)和非磺化单体2,4,6-三甲基-间苯二胺(DAM)与六氟二酐(6FDA)直接缩聚得到磺化聚酰亚胺(SPI),通... 研究了-SO3H基团的引入和不同磺化度对微孔聚酰亚胺气体分离膜的影响.区别于后磺化法,采用一步法使磺化单体2,4,6-三甲基二氨基苯磺酸(TrMSA)和非磺化单体2,4,6-三甲基-间苯二胺(DAM)与六氟二酐(6FDA)直接缩聚得到磺化聚酰亚胺(SPI),通过控制TrMSA和DAM的比例得到磺化度分别为25%,50%,75%与100%的聚合物.使用FTIR、XRD、TGA、BET和气体渗透仪等手段研究不同磺化聚酰亚胺薄膜的化学结构、链段堆积结构、热性能、比表面和气体分离性能.结果显示,引入的-SO_(3)H通过增强链间相互作用力,使得聚合物比表面积减小,以及链间距逐渐降低为0.57、0.52、0.47和0.42 nm,所有气体的渗透性均随磺化度的升高而下降,然而CO_(2)/CH_(4)选择性在扩散系数的主导下则逐渐上升.当磺化度为75%时,磺化聚酰亚胺CO_(2)的透过率达到107 Barrer,CO_(2)/CH_(4)选择性为47.8,在压力高达2 MPa时仍保持在45,证明所制备聚合物具有良好的抗塑化和气体分离性能. 展开更多
关键词 磺酸化 气体分离膜 聚酰亚胺 CO_(2)/CH_(4)分离
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新型磺化聚酰亚胺膜的合成与表征 被引量:1
16
作者 赵亮 黄玉东 +3 位作者 朴艳梅 孟祥丽 宋元军 龙军 《化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2009年第9期1013-1018,共6页
合成了4,4'-二(间氨基苯氧基)联苯-3,3'-二磺酸(mBAPBDS)单体,采用红外光谱和核磁共振等方法对其结构进行了表征.使用mBAPBDS,2-(对胺基苯基)苯并噁唑-5-胺(APBA)和1,4,5,8-萘四甲酸二酐(NTDA)共聚合成了含有噁唑结构的新型磺... 合成了4,4'-二(间氨基苯氧基)联苯-3,3'-二磺酸(mBAPBDS)单体,采用红外光谱和核磁共振等方法对其结构进行了表征.使用mBAPBDS,2-(对胺基苯基)苯并噁唑-5-胺(APBA)和1,4,5,8-萘四甲酸二酐(NTDA)共聚合成了含有噁唑结构的新型磺化聚酰亚胺(NTDA-mBAPBDS/APBA),通过控制磺化二胺与非磺化二胺的比例来控制磺化程度.NTDA-mBAPBDS/APBA共聚物表现出较好的溶解性、成膜性能和良好的热稳定性,其磺酸基团分解温度高于300℃.采用溶液浇铸法制备了磺化聚酰亚胺(SPIs)膜,对膜的吸水率、溶胀度和质子电导率等性能进行了初步的研究.结果表明,SPIs膜具有适当的吸水率和良好的尺寸稳定性,其室温电导率在4.72×10-3和9.60×10-3S/cm之间,接近于相同条件下Nafion117的电导率(9.80×10-3S/cm). 展开更多
关键词 燃料电池 磺化聚酰亚胺 质子交换膜
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以磺化聚酰亚胺为基材的离子聚合物金属复合材料 被引量:1
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作者 李玉邯 王喜 +1 位作者 高连勋 金日哲 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期142-145,共4页
以磺化聚酰亚胺(SPI)作为离子聚合物金属复合材料(IPMC)的基体材料,通过化学沉积法制备新型IPMC,并对材料的性能进行了测试。扫描电子显微镜显示金属铂和银成功涂镀到SPI基材上,镀层厚度为12μm;并对以SPI和Nafion膜为基材制备的IPMC材... 以磺化聚酰亚胺(SPI)作为离子聚合物金属复合材料(IPMC)的基体材料,通过化学沉积法制备新型IPMC,并对材料的性能进行了测试。扫描电子显微镜显示金属铂和银成功涂镀到SPI基材上,镀层厚度为12μm;并对以SPI和Nafion膜为基材制备的IPMC材料的含水量、表面电阻和电制动性能进行测试。实验结果显示,与传统的Nafion为基材的IPMC材料相比,以SPI为基材的新型IPMC材料的含水量明显高于Nafion基材制备的IPMC,并且电致动性能更好,产生的尖端位移远远高于Nafion基材制备的IPMC,并且灵敏度更高。这些性能显示磺化聚酰亚胺有望替代Nafion膜作为电活性聚合物的基体材料。 展开更多
关键词 磺化聚酰亚胺 离子聚合物-金属复合材料 电活性聚合物
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具有同分异构体的磺化聚酰亚胺质子交换膜对全钒液流电池性能影响
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作者 刘鑫 马磊 +2 位作者 杨洁 刘蕾 王超 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期134-141,共8页
由于具有同分异构结构的聚合物在性能方面具有明显的差异,文中以1,4,5,8-萘四甲酸酐(NTDA)为二酐单体,3,3’-二氨基二苯砜和4,4’-二氨基二苯砜提供同分异构结构单元,4,4'-二氨基-2,2'-二磺酸基-联苯水合物(BDSA)为磺化二胺单体... 由于具有同分异构结构的聚合物在性能方面具有明显的差异,文中以1,4,5,8-萘四甲酸酐(NTDA)为二酐单体,3,3’-二氨基二苯砜和4,4’-二氨基二苯砜提供同分异构结构单元,4,4'-二氨基-2,2'-二磺酸基-联苯水合物(BDSA)为磺化二胺单体,制备了2种具有不同空间构型的磺化聚酰亚胺(SPI),并将其作为质子交换膜(PEM)使用在全钒液流电池(VRFB)中。3,3’-二氨基二苯砜的螺旋结构可有效增强3-SPI化学结构的柔性,有助于分子链的缠结,使其具有优异的力学性能、尺寸稳定性和阻钒能力(8.08×10^(-8)cm^(2)/min)。4-SPI构型的离子电导率(47.21 mS/cm)与Nafion 212膜(49.37 mS/cm)相似,但离子选择性(4.25×10^(5)S·min/cm^(3))约是Nafion 212(1.08×10^(5)S·min/cm^(3))的4倍。在单电池测试中,4-SPI仍表现出良好的综合性能,在160 mA/cm^(2)电流密度下,能量效率(EE)达到77%。同时,4-SPI也表现出良好的稳定性,其EE在30次循环之后仍保持在84%以上。 展开更多
关键词 磺化聚酰亚胺 全钒液流电池 质子交换膜 同分异构体
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磺化聚酰亚胺/SiO2复合膜的制备及其质子交换性能研究 被引量:1
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作者 高春晖 王太鹏 +2 位作者 武德珍 杨士勇 范琳 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期75-78,共4页
制备了具有不同硅含量的磺化聚酰亚胺/二氧化硅(SPI/SiO2)复合膜,研究了SiO2的引入对复合膜的力学性能、耐热性能、尺寸稳定性以及抗氧化和耐水解稳定性的影响规律,并对其质子传导率和甲醇渗透率进行了评价。结果表明,与商业化的Nafion... 制备了具有不同硅含量的磺化聚酰亚胺/二氧化硅(SPI/SiO2)复合膜,研究了SiO2的引入对复合膜的力学性能、耐热性能、尺寸稳定性以及抗氧化和耐水解稳定性的影响规律,并对其质子传导率和甲醇渗透率进行了评价。结果表明,与商业化的Nafion115膜相比,复合膜表现出更优异的阻醇特性和选择透过性,其中SPI/SiO2-2复合膜具有更突出的高温质子传导特性。 展开更多
关键词 磺化聚酰亚胺 二氧化硅 复合膜 质子交换率 甲醇渗透率
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离子型交联磺化聚酰亚胺质子交换膜的制备及高温燃料电池性能 被引量:1
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作者 仇心声 吴芹 +3 位作者 史大昕 张耀远 陈康成 黎汉生 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期103-110,共8页
以2,2′-双(4-磺基苯氧基)联苯二胺、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑和1,4,5,8-萘四甲酸二酐为单体,通过逐步聚合和溶液成膜法制备了离子型交联磺化聚酰亚胺质子交换膜(SPI PEMs).SPI PEMs具有优异的机械性能和耐水解稳定性,在高离子交... 以2,2′-双(4-磺基苯氧基)联苯二胺、2-(4-氨基苯基)-5-氨基苯并咪唑和1,4,5,8-萘四甲酸二酐为单体,通过逐步聚合和溶液成膜法制备了离子型交联磺化聚酰亚胺质子交换膜(SPI PEMs).SPI PEMs具有优异的机械性能和耐水解稳定性,在高离子交换容量和高湿度下具有和NR212相当的质子传导性能.电池工作温度为90℃时,高加湿条件下,n(BSPOB)/n(DABI)为5/2的离子型交联SPI PEM(M1)的最大输出功率密度(W_(max))为0.93 W/cm^(2),高于NR212的0.86 W/cm^(2).当电池温度提高到110℃时,所有PEMs的电池性能显著下降,M1的W_(max)为0.54 W/cm^(2),明显高于共价型交联的SPI PEM.离子型交联的SPI PEM在110℃下300 h的开路电压(OCV)耐久性降低了约10%,远高于NR212. 展开更多
关键词 磺化聚酰亚胺 质子交换膜 高温燃料电池性能 耐久性
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