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文檔簡介
1、陰離子交換膜是一種對陰離子選擇性透過的膜,目前在分離、提純領(lǐng)域主要使用的是聚苯乙烯基陰離子交換膜。但是在高溫、強酸強堿環(huán)境下,則需陰離子交換膜在保證高離子電導(dǎo)率的前提下兼具耐高溫、耐酸堿等性能。尤其近年來新能源領(lǐng)域發(fā)展迅速,堿性燃料電池用陰離子交換膜也同樣需要在高溫條件下(100-120℃)運行,需要耐堿、耐高溫和高離子電導(dǎo)率。如何解決這一問題是陰離子交換膜研究的重要方向之一,成為國內(nèi)外學者的一個研究熱點。
聚芳砜酰胺(PSA
2、)具有良好的化學穩(wěn)定性和耐高溫性。本文通過氯甲基化、季銨化、離子交換制備了季銨化聚芳砜酰胺(QAPSA)。研究了不同制備條件對材料結(jié)構(gòu)性能的影響。并以PTFE為基體材料,制備了QAPSA/PTFE復(fù)合陰離子交換膜。對其結(jié)構(gòu)性能進行了表征和分析。主要結(jié)論如下:
1.合成實驗表明,氯甲基化程度隨氯甲醚和PSA質(zhì)量比、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度的增加而增大。而隨PSA濃度的增大,氯甲基化程度降低。再將氯甲基化聚芳砜酰胺(CMPSA)通過季銨
3、化、離子交換成功制備了QAPSA。
2.研究了不同間對位比例PSA對QAPSA性能的影響。結(jié)果表明,相同工藝條件下制備,對位連接的結(jié)構(gòu)更容易進行氯甲基化反應(yīng)。全對位CMPSA的氯甲基化程度為16%,比全間位CMPSA、1∶1CMPSA、3∶1CMPSA的氯甲基化程度分別提高了100%、60%、33%。QAPSA的熱性能取決于基體本身性能,改性對熱性能改變并不明顯。
3.分析QAPSA/DMAc溶液的穩(wěn)態(tài)和動態(tài)流變行為
4、。QAPSA/DMAc溶液在較低剪切速率下,表現(xiàn)出牛頓流體特性。隨著剪切速率的不斷增大,表現(xiàn)出切力變稀行為。計算QAPSA/DMAc溶液的粘流活化能表明,高濃度下(≥48%)粘流活化能變化不大,通過提高溫度可以有效的降低體系粘度。結(jié)合動態(tài)流變特性和Cole-Cole規(guī)則得出,在48%濃度下QAPSA/DMAc溶液表現(xiàn)出均一、穩(wěn)定的性質(zhì)。
4.利用浸漬法成功制備了QAPSA/PTFE復(fù)合陰離子交換膜。該膜具有均勻、致密的表面形貌
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