戊二醛含量对季铵化壳聚糖耐碱性能影响的研究

以壳聚糖(CS)和环氧丙基三甲基氯化铵为原料制备季铵化壳聚糖(QCS),并以戊二醛(GA)为交联剂,制备一系列交联剂含量不同的阴离子交换膜。将其在常温下浸泡于2 mol/L Na OH溶液中24 h,考察其含水率、溶胀度、机械性能、电导率以及离子交换量的变化情况。结果表明,交联剂的加入可以提高阴离子交换膜的耐碱性能,并随着交联剂含量增加其耐碱性能随之增强。戊二醛质量分数为1.25%的膜,于2 mol/L Na OH溶液中浸泡24 h后,损失离子交换量为4.67%,在70℃条件下损失的电导率仅为7.5%。表明交联有助于提高阴离子交换膜的耐碱性。     

QCS-CM-Guanidine全互穿网络阴离子交换膜的制备及其性能

以季铵化壳聚糖(QCS)、纤维素(CM)和小分子游离胍(Guanidine)为原料,戊二醛(GA)为交联剂,采用化学交联法制备了具有全互穿网络结构的QCS-CM-Guanidine阴离子交换膜,并对其耐碱性、含水率、溶胀度、机械强度以及电导率等相关性能进行测定。结果表明,CM和Guanidine的引入,对膜的机械强度和导电性能有所增强,将QCS-CM40%-Guanidine2.5%膜在4mol/L的KOH浓溶液中浸渍96 h,膜的电导率损失量仅为4%,离子交换量的损失量为7%,表明该膜具有良好的耐碱稳定性。     

壳聚糖制膜的电导率研究

以壳聚糖和醋酸制备碱性阴离子交换膜,测量了膜的电导率,用红外和电镜探究其微观结构。结果表明,壳聚糖制备阴离子交换膜的最佳条件为:0.5 g壳聚糖加入到2%醋酸溶液中,燃料KOH浓度为2 mol/L,浸泡1 h,电导率为9.62×10-2S/cm。     

壳聚糖制膜的电导率研究

以壳聚糖和醋酸制备碱性阴离子交换膜,测量了膜的电导率,用红外和电镜探究其微观结构。结果表明,壳聚糖制备阴离子交换膜的最佳条件为:0.5 g壳聚糖加入到2%醋酸溶液中,燃料KOH浓度为2 mol/L,浸泡1 h,电导率为9.62×10-2S/cm。     

掺杂双核咪唑离子液体阴离子膜的制备与表征

以双核N-十二烷基咪唑与1,4-二溴丁烷为原料,异丙醇为溶剂,通过两步法合成双核咪唑离子液体。以壳聚糖为基料,掺杂双核咪唑离子液体,用戊二醛(GA)交联,制备一系列交联型阴离子交换膜。考察了离子液体的加入量和交联剂的用量对膜含水率、机械强度、离子交换量(IEC)、电导率等各项性能的影响。结果表明,交联剂和离子液体加入量的增加可有效降低膜的含水率,增加离子交换量和导电率,其中交联剂对机械性提高效果明显,交联剂和离子液体的加入量为6%和5%时,取得合适的含水率和溶胀度,分别为106%和131%。在温度70℃时,复合膜的电导率最高可达0.063 5 S/cm。     

基于环糊精分子构筑主客体络合型OH~-导电膜

将β-环糊精(β-CD)引入到以聚乙烯醇(PVA)和季铵化壳聚糖(QCS)为膜基质的混合铸膜液中,然后借助联合交联剂〔戊二醛(GA)+三聚氰胺(MA)〕将前述铸膜液中的3种物质交联,制备一系列环糊精含量不同、具有全互穿网络结构的主客体络合物型OH-导电膜(CDX-QCSY-PVAY,X为β-CD的含量,Y为QCS与PVA的含量)。结果表明,随着β-CD质量分数的增加,羟基含量增加,络合Ca~(2+)吸附OH–数量增加,离子交换量、电导率与拉伸强度等均呈上升趋势,但含水率、溶胀度与断裂伸长率呈下降趋势。当β-CD含量为20%(以β-CD、QCS和PVA的总质量为基准,下同)时,导电膜综合性能最佳。此时含水率为71.1%,溶胀度为63.7%,拉伸强度为69.5 MPa,断裂伸长率为48.5%,离子交换量为2.43 mmol/g,电导率为7.1×10~(-2)S/cm(70℃)。在70℃、6 mol/L KOH溶液中,上述膜样品在泡碱240 h后的电导率降低了17%,具有较好的耐碱稳定性。     

改性季铵化壳聚糖阴离子交换膜的制备与表征

以壳聚糖（CS）为原料,2,3-环氧丙基三甲基氯化铵（GTA）为醚化剂,通过亲核取代反应制备了季铵化壳聚糖（QCS）,用傅立叶变换红外光谱（FT-IR）表征了产物的结构,结果表明产物结构与目标产物的结构相符。以QCS为原料,醋酸溶液为溶剂,通过加入交联剂戊二醛（GA）和荷正电聚苯乙烯（PS）微球,制备了一系列改性QCS阴离子交换膜,并对其含水率、溶胀度、离子交换量等性能进行了测定。结果表明：交联剂的加入可有效抑制QCS膜的形变,降低了其溶胀度,微乳液的加入会在一定程度上提高复合膜的离子交换能力,交联度为4%、微乳液用量为15%（v/v）时离子交换膜的含水率趋于稳定。     

基于环糊精分子构筑主客体络合物型阴离子导电膜

将β-环糊精（β-CD）引入到以聚乙烯醇（PVA）和季铵化壳聚糖（QCS）为膜基质的混合铸膜液中，然后借助联合交联剂（戊二醛〔GA〕+三聚氰胺〔MA〕）将前述铸膜液中的三种物质交联，制备一系列环糊精含量不同、具有全互穿网络结构的主客体络合物型导电膜（CDX-QCSY-PVAY）OH-。结果表明，随着β-环糊精质量分数增加，羟基含量增加，络合Ca2+吸附OH-数量增加，离子交换量、电导率与拉伸强度等均呈上升趋势，但含水率、溶胀度与断裂伸长率呈下降趋势。当β-环糊精质量分数为20%时，导电膜综合性能最佳。此时含水率为91.3%，溶胀度为83.4%，拉伸强度为69.5 MPa，断裂伸长率为48.5%，离子交换量为2.64 mmol/g，电导率为7.1×10-2 S/cm（70 ℃）。在70 ℃、6 mol/L KOH溶液中上述膜样品在泡碱240 h后的电导率降低了17%，具有较好的耐碱稳定性。     

富勒烯交联季铵化聚苯醚阴离子交换膜的制备

通过富勒烯C₆₀与乙二胺合成立体纳米分子C₆₀(EDA)₈,并以此为交联剂与三阳离子功能化聚苯醚制备了一系列交联型阴离子交换膜。C₆₀(EDA)₈中立体纳米结构有效地支撑了高分子链段,构建了更发达的离子通道,有效地提升了电导率。实验结果表明,随着C₆₀(EDA)₈加入量增加,交联膜的离子交换容量减小,而电导率却逐渐增加。当交联剂C₆₀(EDA)₈加入量为5%时,电导率提高了34%。此外,所制备的离子交换膜均表现出良好的抗溶胀能力、力学性能与耐碱性。     

聚合物接枝胍基取代基构筑荷正电荷导电膜

本研究以自制双胍化壳聚糖(CGH)为原料,通过加入胍的乙醇溶液,引入具备交联功能的戊二醛(GA)。通过改变加入胍基的用量对原料进行交联改性来制备出电导率较高的阴离子交换膜,并对膜的电导率,含水率,溶胀度,离子交换量和机械性能等性能进行测试,考察胍含量对膜性能的影响。同时,利用红外对膜进行结构表征。结果表明,膜中胍含量的增加对于提高膜电导率、离子交换量(IEC)和含水率具有明显作用。