自交联型磺化聚醚醚酮质子交换膜的合成

论文摘要

以含3,3’-二烯丙基双酚A结构单元的聚醚醚酮为基膜材料,通过自由基加成反应在取代基上引入磺酸基团,合成侧链型磺化聚醚醚酮（SPEEK）质子交换膜.用傅里叶变换红外（FTIR）光谱、核磁共振氢谱（1H NMR）、热重分析（TG）和扫描电子显微镜（SEM）等方法对SPEEK的结构进行表征.实验结果表明,巯基丙磺酸被接枝在聚醚醚酮侧基上,SPEEK膜具有明显的亲水疏水微相分离形貌,磺酸基团相互聚集形成离子通道. SPEEK膜离子交换容量为2. 12 mmol/g,钒离子渗透率为1. 54×10-6cm2/min,低于Nafion117膜的钒离子渗透率,阻钒能力优于Nafion117膜.以SPEEK-4膜组装电池的自放电时间约为130 h,长于Nafion117膜的66 h.电池充放电循环50次,SPEEK-4膜的库仑效率、电压效率和能量效率没有明显降低,显示出良好的稳定性.

论文目录

• 1 实验部分
•   1.1 试剂与仪器
•   1.2 SPEEK接枝聚合物的合成
•     1.2.1 PEEK缩聚物的合成
•     1.2.2 SPEEK接枝共聚物的合成
•   1.3 SPEEK膜的制备
•   1.4 SPEEK膜的性能测试
• 2 结果与讨论
•   2.1 聚合物的核磁共振氢谱 （1H NMR） 分析
•   2.2 SPEEK膜的断面形貌
•   2.3 聚合物的红外光谱及热分析
•   2.4 SPEEKs系列膜的水接触角
•   2.5 SPEEKs膜的吸水率、溶胀度、质子传导率和抗氧化性能分析
•   2.6 SPEEKs膜的力学性能
•   2.7 钒离子透过率
•   2.8 钒单电池性能分析
•     2.8.1 放电曲线
•     2.8.2 稳定性
•     2.8.3 自放电性能

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 陈宇涵,黄雪红

关键词: 磺化聚醚醚酮质子交换膜,全钒氧化还原电池,钒离子渗透率,交联

来源: 高等学校化学学报 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑

专业: 材料科学,工业通用技术及设备

单位: 福建师范大学化学与材料学院福建省高分子材料重点实验室

基金: 福建省自然科学基金(批准号:2017J01407)资助~~

分类号: TB383.2

页码: 410-418

总页数: 9

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