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题名侧链结构对侧链型磺化聚砜质子交换膜性能的影响
被引量：1
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作者
乔宗文
陈涛
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机构
陕西国防工业职业技术学院协同创新中心
中北大学化工与环境学院
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出处
《化学通报》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第5期457-462,共6页
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基金
陕西省教育厅科学研究计划项目(18JK0069)
2018年西安市科协青年人才托举计划项目(201809)
陕西国防学院自然科学项目(Gfy18-04)资助
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文摘
以双酚A型聚砜(PS)为基础,与自制的1,4-二氯甲氧基丁烷反应制备氯甲基化聚砜(CPS),接着与2-萘酚-6,8-二磺酸钾(NSK)进行亲核取代反应制备萘磺酸型侧链磺化聚砜(PS-NS)。采用溶液浇注法制备相应的质子交换膜(PEMs),结合前期研究的脂肪磺酸型侧链磺化聚砜(PS-ES)和苯磺酸型侧链磺化聚砜(PS-BS) PEMs,考察侧链结构对PEMs的吸水率、吸水溶胀率和尺寸稳定性的影响关系。结果表明,与主链型芳香聚合物PEMs相比,3种侧链型磺化聚砜PEMs由于亲水基团远离疏水主链,能够形成类似于Nafion膜的相分离结构,在高吸水率下保持更好的尺寸稳定性;在相同的离子交换膜容量(IEC)下,PS-ES、PS-BS和PS-NS膜随着侧链刚性苯环数目的增加,侧链的运动能力减弱,导致PEMs的尺寸稳定性增加,相应的质子传导率减小; PS-ES膜在25℃和85℃的质子传导率分别达到0. 072和0. 141 S/cm,PS-NS在25℃和85℃的尺寸溶胀性仅为21. 8%和51. 5%,性能与商业化的Nafion115膜十分接近。
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关键词
氯甲基化聚砜
萘磺酸型
脂肪磺酸型
苯磺酸型
侧链磺化聚砜
微相分离
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Keywords
Chloromethylated polysulfone
Naphthalenesulfonic acid type
Aliphatic sulfoacid type
Benzene sulfoacid type
Side chainsulfonated polysulfone
Micro-phase separation
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分类号
TB383.2
[一般工业技术—材料科学与工程]
TM911.4
[电气工程—电力电子与电力传动]
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题名基于烷基化反应的磺化聚砜的制备及质子交换膜性能
被引量：1
- 2
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作者
乔宗文
陈涛
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机构
陕西国防工业职业技术学院化工协同创新中心
中北大学化工与环境学院
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出处
《现代化工》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第2期149-153,155,共6页
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基金
陕西省教育厅自然科学专项(18JK0069)
陕西国防工业职业技术学院校本项目(GZY1712)
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文摘
以聚砜为基质材料,通过Friedel-Crafts烷基化反应引入环氧基团,然后与对羟基苯磺酸钠(HBS)反应,制备一种侧链型磺化聚砜,记为PS-BS。利用红外光谱(FT-IR)和核磁氢谱(1HNMR)对其结构进行表征,利用流延成膜法制备相应的质子交换膜(PEMs),初步研究温度对PEMs性能的影响规律。结果表明,在适宜的条件下,环氧基团键合量达到2. 28 mmol/g,磺酸基团键合量达到1. 43 mmol/g,由于亲水基团远离聚合物主链,能够形成明显的"微相分离"结构,该侧链型PEMs保持较好的尺寸稳定性、吸水率和质子传导率,PS-BS-4膜在25℃和80℃的溶胀率仅为15. 2%和44. 3%,低于商业化的Nafion115膜。同时,随着温度升高,磺酸基团的运动能力增强,PEMs的吸水率、吸水溶胀率和质子传导率增大。
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关键词
聚砜
Friedel-Crafts烷基化
侧链型
相分离
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Keywords
polysulfone
Friedel-Crafts alkylation reaction
side chain type
phase separation
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分类号
TQ317
[化学工程—高聚物工业]
TB383.2
[一般工业技术—材料科学与工程]
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