磺化聚砜-聚多巴胺-ZrO_2有机无机杂化复合质子交换膜的结构及性能

为了解决燃料电池质子交换膜在高温全水合状态下的质子传导率低、易溶胀的问题,以商用磺化聚砜(PSF)多孔膜为基体,经聚多巴胺(PDA)表面沉积修饰后,在膜表面矿化形成ZrO_2层从而制备PSF-PDA-ZrO_2复合质子交换膜。研究了PDA沉积条件和ZrO_2矿化工艺对PSF-PDA-ZrO_2复合膜表面微观形貌及元素分布的影响规律;选择PDA沉积时间为5h的PSF-PDA改性膜进行矿化,随矿化时间的增加,其表面矿化层Zr元素含量显著提高。对PSF-PDA-ZrO_2复合膜进行吸水率、溶胀率和电导率进行测试。结果表明,相较于PSF多孔膜,ZrO_2矿化层显著抑制了PSF-PDA-ZrO_2复合膜在高温下的溶胀行为,其溶胀率随矿化时间的增加逐渐降低。PDA沉积时间为5h,矿化时间分别为1h、5h、12h和24h的PSF-PDA-ZrO_2复合膜质子传导率均高于纯PSF多孔膜,且随着矿化时间的增加复合膜的电导率逐渐降低。其中PDA沉积时间为5h,矿化时间为1h的PSFPDA-ZrO_2复合膜电导率在90℃时高达0.117S·cm~(-1),是同条件下纯PSF多孔膜的2.5倍。     

ePTFE含量对ePTFE/Nafion复合质子交换膜力学性能的影响及其增强阈值

详细研究了ePTFE(expanded Poly-Tetra-Fluoro-Ethylene, 多孔聚四氟乙烯)增强相含量对复合质子交换膜力学性能的影响。结果表明, 增强相ePTFE体积分数对ePTFE/Nafion复合质子交换膜的物理增强存在一个阈值, 其理论数值约为20.7%。当ePTFE增强相含量低于该值时, 复合膜的断裂强度随ePTFE含量增加而减小; 当ePTFE增强相含量高于该值时, 复合膜的断裂强度随ePTFE含量增加而增大。ePTFE/Nafion复合质子交换膜的屈服强度随ePTFE含量的变化也表现出类似规律。      

磺化聚酰亚胺/SiO2复合膜的制备及其质子交换性能研究

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。     

金属钯修饰PAn／PTFE复合膜的制备及其氢气响应性的研究

以聚四氟乙烯多孔膜为基膜，采用膜相渗透原位化学氧化聚合法制备了PAn／PTFE复合膜；在该复合膜表面通过电化学沉积金属钯微粒，得到了Pd／PAn／PTFE复合膜，通过测定复合膜在空气中和一定浓度氢气气氛中的V-I特性，表征复合膜对氢气响应性能。实验考察了电沉积过程中沉积时间、氯化钯浓度和盐酸浓度对复合膜性能的影响，当氯化钯浓度为2mol／L、盐酸浓度为0．5mol／L、沉积时间为6min时，复合膜在吸氢前后表现出最大的电流变化值，通过扫描电镜和X射线衍射仪对复合膜进行了表征。初步讨论了该复合膜对氢气表现出电流响应性的机理。     

均苯型聚酰亚胺锂电池复合隔膜的电化学性能

为了替代传统的聚烯烃微孔膜,对均苯型聚酰亚胺(ODA/PMDA)复合锂电池隔膜进行了研究。制备的聚酰亚胺(PI)/聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)复合膜孔径在0.2μm左右,孔径大小适宜,孔径分布均匀;复合隔膜具有较高的孔隙率和离子电导率。PI/PET复合膜较好的耐热性,使复合膜组装的锂电池具有安全性和较好的电池性能。电池性能测试表明,复合膜组装的锂电池具有优良的放电容量保持率和大倍率放电性能。     

高性能NaA分子筛-聚酰亚胺复合分离膜的制备及表征

采用微波加热法在a-Al2O3载体表面合成了NaA分子筛膜,通过对其浸渍镀膜及亚胺化处理制备出致密NaA分子筛-聚酰亚胺(PI)复合分离膜.采用XRD、FT-IR、SEM分析手段和气体渗透实验对NaA分子筛-Pl复合膜进行了表征.考察了NaA分子筛膜与NaA分子筛-PI复合膜的形貌、结构和渗透性能差异.XRD结果表明,...     

亲水性聚四氟乙烯微孔膜的制备研究

疏水性聚合物膜的亲水性改性是当前分离膜研究的热点之一。改进常用的聚四氟乙烯(PTFE)亲水性改性方法,提出前处理与后处理相结合的改性方法,即通过调整PTFE粉料配方制备出复合微孔膜,复合微孔膜经表面处理改性引入羟基(—OH),从而制备出具有持久稳定亲水性PTFE微孔膜。采用接触角测试判断微孔膜的亲水性能,使用扫描电镜(SEM)分析观察复合膜改性前后的形貌变化。结果表明:通过该方法制备的PTFE微孔膜具有良好的亲水性,且亲水性能较稳定。     

钒流电池用磺化聚芴醚酮-聚苯胺原位表面复合质子交换膜的制备

质子交换膜是液流电池的核心部件之一。文中以磺化聚芴醚酮(SPFEK)膜为基膜,采用稀溶液化学氧化聚合法在SPFEK膜表面原位复合一层聚苯胺,通过调整苯胺(An)单体的浓度,制得SPFEK/PANI复合膜。采用扫描电镜与红外光谱表征了复合膜的结构,表明聚苯胺已经成功地在SPFEK膜表面复合。通过钒流单电池的性能测试,结果表明,当苯胺单体的浓度为0.05 mol/L时,所制备的复合质子交换膜具有最高的H+传导选择性,所组装的钒流电池具有最好的自放电性能,在充放电流为50 m A/cm~2时,电池的库仑效率、电压效率、能量效率分别达到95%,83%,75%。     

聚四氟乙烯膜表面的苯胺聚合沉积亲水改性研究

采用苯胺(An)分散聚合原位成膜的方法对等离子体预处理的聚四氟乙烯(PTFE)多孔膜进行亲水化改性,实验通过SEM、接触角测量等表征了PTFE膜的结构和表面亲水性质.试验结果表明,FTFE膜表面是内部留有孔道的纤维交织结构,有较强的疏水性;等离子体处理使聚合峰值提前,后期聚合速率增大,有利于An在PTFE膜的表面聚合沉积.接触角测试表明PANI/PTFE复合膜比原始膜的亲水性有了较好的改观.     

新型热控涂层Al-Al_2O_3金属陶瓷复合膜制备与性能研究

介绍了柔性基底金属陶瓷复合膜的膜系结构设计,利用脉冲直流磁控溅射技术,在聚酰亚胺基底上制备了Al-Al2O3金属陶瓷复合膜,自基底至膜层表面依次为:聚酰亚胺、金属反射层、金属陶瓷层、减反射层。并对所制备的金属陶瓷复合膜进行了光热学性能分析。实验结果表明:通过脉冲直流磁控溅射技术制备的Al-Al2O3金属陶瓷复合膜,具有高太阳吸收率(a≥0.90),低红外发射率(ε≤0.11),是一种高效吸热型热控薄膜材料。     

磺化聚酰亚胺类质子导电材料的研究进展

Nafion等全氟磺酸膜由于寿命长,导电性能优越,迄今仍是质子交换膜燃料电池(PEMFCs)中性能最为优越的电解质,但其价格昂贵,难以大规模推广应用于民用产品。开发低成本的新型质子交换膜具有十分重要的意义。近年来新型质子交换膜的研究涉及新的离聚物、用于控制形态及保水能力的纳米有机无机复合膜以及碱性聚合物与舍氧酸的复合物等。同时磺化非氟聚合物多年来也一直得到人们的广泛关注。综述了磺化聚酰亚胺用于质子导电材料的研究进展,讨论了各种不同磺化二胺体系的独特优势以及存在的问题。     

纳米Ni粒子/PTFE复合磁性膜的制备及表征

采用双向膜相扩散控制原位化学沉积方法,在聚四氟乙烯(PTFE)膜孔道中及膜面上原位化学沉积、生长磁性纳米Ni粒子,制得纳米Ni粒子/聚合物磁性复合膜.探讨了制备条件对复合膜磁性能的影响,并用XRD和SEM等手段对磁性复合膜的结构、组成进行了表征.结果表明,复合膜膜孔中及膜表面上均有纳米级Ni粒子生成,且膜孔中的Ni粒子对复合膜磁性能具有显著影响.     

宇部兴产开发聚酰亚胺多孔质膜

日本宇部兴产改进以往聚酰亚胺制膜技术和分离膜制造技术 ,采用独自的方法开发成功世界首创的聚酰亚胺多孔质膜。用以往方法制的聚酰亚胺膜因在外表面形成一致的非对称结构 ,使两表面及内部结构从而形成孔径空孔 ,较难制成均质多孔质膜 ,从而使其在过滤器、分离器等方面的应用受到阻碍。宇部兴产开发的聚酰亚胺多孔质膜以二苯基四羧酸二酐 (ＢＰＤＡ)和芳香族二胺为原料 ,膜断面方面具有贯通孔 ,且表面无绵密层。膜内具有均质连续微孔 ,空孔率30 %～ 80 % ,平均孔径 0 0 1～ 5 μｍ ,膜厚 5～ 10 μｍ ,透气度30秒 / 10 0ＣＣ～ 2 0 0 0秒 …     

新型磺化聚醚砜酮复合纳滤膜

以含二氮杂萘酮结构新型聚醚砜酮超滤膜为底膜,以磺化聚醚砜酮为复合膜层材料制备复合纳滤膜,研究了浸涂稀溶液组成（磺化聚醚砜酮含量、磺化度、添加剂等）、热处理温度及时间等对复合膜性能的影响,考察了复合膜的耐热性能。     

陶瓷-Teflon AF2400复合油气分离膜组件

用陶瓷超滤膜管和Teflon AF2400溶液制备陶瓷管-Teflon AF2400复合膜.测试了该复合膜组件对H2,CO,CO2,CH4,C2H6,C2H4,C2H2七种故障气体的脱气性能,并与GP100聚四氟乙烯毛细管和聚酰亚胺(PI)平板膜进行了比较.结果表明,陶瓷管-Teflon AF2400复合膜组件可在10 h内实现7种故障特征气体的油气平衡,远远快于GP100和PI膜.该组件可以在500 kPa的压力下长时间正常工作,能够满足变压器油中溶解气体在线监测的需要.     

Pd/多孔TiAl合金基复合透氢膜的制备与性能

用反应合成法制备了Al质量分数为35%的多孔TiAl合金,用约束烧结优化孔结构后多孔体的最大孔径约2-3μm,用化学镀方法制备了Pd/多孔TiAl合金基复合透氢膜,研究了复合透氢膜的性能.结果表明,制备出的复合透氢膜为纯净钯膜,表面膜层致密,厚度约为7 μm.在600℃以下,Pd/多孔TiAl合金复合膜具有良好的界面热稳定性.在500℃退火后复合膜具有优异的抗热震性能.退火后复合膜的氢分离性能为:在温度为500℃、压差为0.02-0.18 Mpa条件下,复合膜的氢气平均渗透系数F为5.1×10-6mol·m-2·s-1·Pa-1,H2/N2选择性为323-400.     

水蒸汽辅助法聚乳酸多孔膜的制备及性能研究

首先以聚乳酸(PLA)为成膜材料,采用水蒸汽辅助法制备了PLA多孔薄膜。利用电子显微镜(EM)和扫描电子显微镜(SEM)研究了有机溶剂、铸膜液浓度、环境湿度和表面活性剂等因素对多孔膜结构和形貌的影响;然后在铸膜液中添加TiO_2制备了PLA/TiO_2复合膜,采用SEM和X-射线衍射仪(XRD)对其表面形貌和结构进行表征,采用分光光度计评价了PLA/TiO_2复合多孔膜对亚甲基蓝染料的光催化降解性能。结果表明:水蒸汽辅助法制备PLA多孔膜的最佳条件为以CH_2Cl_2为溶剂、PLA质量浓度3%、环境湿度为83%、不添加表面活性剂;TiO_2的加入降低了多孔膜的有序性,使得PLA的结晶度略有降低,晶粒尺寸略有减小,复合膜对亚甲基蓝的光催化降解效果较好。     

聚酰亚胺多孔膜的制备与介电性能研究

以均苯四甲酸二酐和4,4′-二氨基二苯醚为原料合成聚酰亚胺前体聚酰胺酸溶液,通过溶液诱导相分离和热酰亚胺化法制备聚酰亚胺多孔膜。结果表明,用该方法得到的聚酰亚胺多孔膜具有较好的热稳定性。SEM分析显示,在不同的凝胶浴组成、凝胶浴温度和挥发时间等制膜条件下,可得到不同孔结构的多孔膜。与指状孔膜相比,海绵状孔多孔膜具有较低的介电常数。当凝胶浴组成DMAc/H2O为20/80、凝固浴温度为25℃、挥发时间为20min时,多孔膜断面几乎完全由海绵状孔组成,介电常数为1.45。     

侧链型全芳香磺化聚酰亚胺的合成及性能研究

合成了一种侧链型磺化二胺单体2,2’-双(4-磺酸基苯氧基)联苯胺(2,2-’BSPOB),将这种磺化二胺单体与1,4,5,8-萘四羧酸二酐(NTDA)及一种非磺化二胺单体4,4’-双(4-氨基苯氧基)联苯(BAPB)共聚,制得了一系列具有不同离子交换容量(IEC)的侧链型全芳香磺化聚酰亚胺。在高相对湿度下,这些磺化聚酰亚胺膜具有与Nafion112相当甚至更高的质子导电率。此外,这些磺化聚酰亚胺膜在100℃去离子水中浸泡2000h后依然保持良好的力学强度,而且在膜平面方向的尺寸变化极小(5%),在质子交换膜燃料电池上有着潜在的应用前景。     

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

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...