季膦化聚砜和季胺化聚砜共混阴离子交换膜的制备与表征

以聚砜为基材制备阴离子导电膜材料。将季膦化聚砜筑膜液与已证实成膜性能良好的季铵化聚砜共混,制备阴离子交换共混膜QAPSFOH/QPPSFOH,以改善季膦化聚砜成膜困难问题。通过改变两种成分比例,可以得到不同性能的阴离子交换膜。在QAPSF:QPPSF摩尔比为1:2时,共混膜电导率达0.0309 S/cm,拉伸强度达775 MPa,热分解温度达160℃,满足理论对阴离子交换膜的需要。     

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。     

季铵化羟乙基纤维素/季铵化聚乙烯醇共混阴离子交换膜的制备与表征

阴离子交换膜是碱性直接甲醇燃料电池(ADMFC)的核心。本文将季铵化羟乙基纤维素(QHEC)和季铵化聚乙烯醇(QPVA)共混制备了一系列不同配比的QPVA/QHEC阴离子交换膜并对其进行热交联,对膜进行测试和分析,结果表明:膜表面均匀致密,低于300℃膜基本稳定;QPVA/QHEC共混膜的导电率随着QPVA量的增大而增大,在(2.0～7.8)×10-2 s/cm范围内,随着使用温度的升高逐渐升高;QHEC膜对甲醇有很好的阻隔效果,在20℃时,甲醇渗透率最低为2.49×10-6 cm2/s;随QPVA量的增加,共混膜的甲醇渗透率会略有增加。     

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。     

壳聚糖/壳聚糖季铵盐交联共混阴离子交换膜的制备与性能研究

制备了一种新型阴离子交换膜——壳聚糖/壳聚糖季铵盐交联共混膜,并用FTIR对共混膜进行了初步表征;分析研究了不同交联度及配比对离子交换膜相关性能的影响;并运用测试膜电位的方法估算了离子的迁移数和选择透过度。研究表明,膜呈现较好的电化学性能,而膜的力学性能较差、含水量高、选择透过度稍低。HACC含量为25%,交联度为0.2%的共混膜干强与湿强分别为53.10 MPa和8.40 MPa,含水量66.4%,IEC为1.97 mmol/g,面电阻2.67Ω.cm2,离子迁移数为0.91,选择透过度为81.6%。     

正交实验法优化氯甲基化聚砜／聚砜共混膜的季铵化条件

将氯甲基化聚砜(CMPSF)/聚砜(PSF)共混膜浸于三甲胺溶液中制得季铵化聚砜(QMPSF)/聚砜(PSF)膜.采用正交实验考察了季铵化反应条件如季铵化温度、季铵化时间、三甲胺浓度等对QMPSF/PSF膜性能的影响,优化了季铵化条件,制得了性能较佳的季铵化QMPSF/PSF膜.研究结果表明,在0.2MPa压力下.制备的季铵化QMPSF/PSF膜的水通量为31.35 L/(m2·h),对相对分子质量为31 000～50 000的聚乙烯醇溶液的截留率为89.6%.     

电渗析用季铵化聚氯乙烯均相阴离子交换膜的制备

以1-甲基咪唑(N-MI)为季铵化试剂一步法对聚氯乙烯(PVC)功能化改性，并制备了均相PVC阴离子交换膜，避免了传统阴离子交换膜制备过程中的氯甲基化步骤。通过对比研究，优化后的PVC-N-MI-5表现出较好的综合性能。离子交换容量和迁移数分别高达2.89 mmol·g^–1和98.4%；吸水率和溶胀率分别为4.24%和0.21%，低于商业JAM-5阴离子交换膜(4.87%和3.33%)；脱盐率、电流效率以及能耗分别为98.38%、55.8%和5.1 kW·h·(kg NaCl)^–1，可与商业JAM-5(93.0%、55.2%和4.6 kW·h·(kg NaCl)^–1)相比较。低廉的原料与简便的制备过程以及相对良好的电渗析应用性能，表明所制备的PVC-N-MI-5具有一定的应用前景。     

可控型季铵化降冰片烯衍生物阴离子交换膜的制备

为了提高阴离子交换膜的离子传导率,本文以降冰片烯二酸酐为原材料,单体中引入两个官能团提高单位体积内离子交换容量制备了阴离子交换膜。通过Materials Studio(MS)软件计算反应能垒,分析判断双季铵化单体形成与否的可行性。模拟计算与实验结果表明:分子结构设计合理,实验方法可行。当单体与降冰片烯比例为1:2.5时,最高离子传导率σ达到65.21 mS·cm^-1,离子交换容量为2.56 mequiv·g^-1,吸水率为22.6%。     

降冰片烯类季铵型阴离子交换膜的制备

通过环状烯烃双键打开, 首尾相接形成聚合物的方法, 设计合成了含有季铵阳离子作为功能化基的降冰片烯衍生物单体QRPhNB, 通过开环异位聚合(ROMP)制备得到阴离子交换膜材料, 流延成膜后的分析结果表明:当单体与降冰片二烯1:2投料时所得到的阴离子交换膜的IEC值为1.26 mequiv·g^-1, 其最高离子传导率为20.05 mS·cm^-1;吸水率为14.3%。     

季铵化壳聚糖-聚苯乙烯共混膜的制备及表征

以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为表面活性剂,过硫酸钾为引发剂制备了聚苯乙烯微乳液,用共混法制备了3种不同质量比的季铵化壳聚糖和聚苯乙烯微乳液的共混膜.研究了该膜的温度和pH的敏感性及力学强度.结果表明,共混膜的拉伸强度与纯壳聚糖膜相比有较大提高,而且该膜仍然具有一定的温度敏感性和pH敏感性,有较好的应用价值.     

聚砚与高分子液晶共混超滤膜的研制

将聚砚与高分子液晶以溶液法共混,采和L－S相转换法制膜。考察了相关制膜参数如溶剂、高分子液晶的浓度、聚观的浓度、添加剂的用量、蒸发温度和蒸发时间等对超滤膜性能的影响。     

Fluorenyl‐containing Quaternary Ammonium Poly(arylene ether sulfone)s for Anion Exchange Membrane Applications

A series of anion exchange membranes (AEM) based on block quaternary ammonium poly(arylene ether sulfone) (QA‐bPAES) were successfully synthesized from 9,9′‐bis(4‐hydroxyphenyl) fluorene, 4,4′‐(hexafluoroisopropylidene) diphenol and 4,4′‐difluorodiphenyl sulfone via block polymerization, chloromethylation, quaternization, alkalization and solution casting. Properties of the obtained QA‐bPAES membranes, including ion exchange capacity (IEC), water uptake, swelling ratios, methanol permeability and ion conductivity were investigated. The obtained QA‐bPAES membranes showed low water uptakes, high ion conductivities and good physical and chemical stability. For example, the membrane of QA‐bPAES(20/10)‐1.34 with IEC of 1.34 mmol g⁻¹ exhibited swelling ratios of 5.0% and 5.1% in in‐plane and through‐plane direction, respectively, and ion conductivity of 15.6 mS cm⁻¹ in water at 60 °C with low methanol permeability of 1.06 × 10⁻⁷ cm² s⁻¹ (25 °C). All the results indicated that this type of block membranes had good potentials for alkaline anion exchange membrane fuel cell applications.     

膜分离法制备塔拉单宁的研究

采用聚砜中空纤维膜处理塔拉单宁水提取液,研究了聚砜膜的截留分子质量,跨膜压差、膜面流速以及溶液温度对膜性能和产品质量的影响。结果表明,以截留分子量为10000,跨膜压差0.2 MPa,膜面流速2.0 m/s,40～45℃下对塔拉单宁水提液进行膜分离,可以得到浊度0.5 NTU以下,纯度85%以上的高品质塔拉单宁。     

长链烷基季铵碱的制备工艺及性能

以烷基叔胺和碳酸二甲酯为原料制备烷基碳酸甲酯铵,再经水解得到烷基碳酸氢铵,通过离子膜连续电解法合成长链烷基季铵碱。以十四烷基三甲基氢氧化铵为例,考察了电解反应温度、电流密度、阳极液浓度、阴极出料液浓度对电流效率的影响,得出其优化工艺条件为:反应温度65℃、电流密度450 A/m2、阳极液浓度1.40 mol/L、阴极液出料浓度为0.15 mol/L,在该条件下电解反应的电流效率可达67%以上;通过1HNMR、IR对产品结构进行了表征,结果表明,合成的产品为长链烷基季铵碱;对得到的长链烷基季铵碱的表面活性、p H值、润湿性、泡沫性等性能进行了研究。     

负载纳米银磺化聚醚砜超滤膜的制备及其抗菌性

为了改善聚醚砜(PES)膜的抗污染性能,将PES磺化并制成超滤膜,然后将超滤膜浸渍在硝酸银溶液中,吸附Ag~+的超滤膜在维生素C的还原作用下将Ag负载在膜表面,制备了负载纳米银磺化超滤聚醚砜膜(SPES-Ag)。通过扫描电镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线衍射(XRD)对SPES-Ag超滤膜进行了表征,并通过细胞吸附法进行了抗菌性测试。结果表明,纳米银的平均尺寸为120 nm,它的负载提高了超滤膜的抗菌性能,对大肠杆菌、假单胞菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别达到了96.7%,98.3%,87.7%。此外,水通量和截留率的测试结果表明,SPES-Ag超滤膜的水通量为438.4 L/(m~2·h),对牛血清蛋白(BSA)的截留率达到94.3%。     

碳酸二甲酯与具有新型反离子的阳离子表面活性剂

季铵盐类化合物的传统合成方法大多采用卤代烷如氯甲烷、溴甲烷及硫酸二甲酯等作为烷基化试剂。这些传统的烷基化试剂具有一定的毒性和腐蚀性,而且反应过程中用量大,存在环境污染问题,且产品中会有一定程度的毒性残留,用于日用化学品中,会对人体造成伤害。寻找毒性低、绿色、安全的烷基化试剂,成为季铵盐类化合物绿色合成工艺研究中亟待解决的问题。该文讨论了用绿色化工原料碳酸二甲酯作为新型的甲基化试剂,代替传统的烷基化试剂,合成具有新型反离子季铵盐类阳离子表面活性剂的可行性及优势。     

抗菌的季鏻阳离子改性蒙脱土的制备及表征

采用离子交换法将不同含量的十六烷基三丁基季鳞阳离子交换到蒙脱土的层间得到改性蒙脱土,并对其结构和性能进行了表征.热重分析(TGA)结果表明改性蒙脱土中季鳞阳离子的热分解起始温度都大于220℃,具有良好的热稳定性.通过X-射线衍射法(XRD)分析发现改性蒙脱土的层间距随着季鳞阳离子含量的增加而增加.扫描电镜观察结果发现:钠基蒙脱土为片状结构,粒子之间相互缠绕在一起;而改性蒙脱土的表面则显示出不规则的形状.随着改性蒙脱土中季鳞阳离子含量的增加,其抗菌活性逐渐增强.季鳞阳离子含量为22.61%(质量分数)的QPC-MMT2样品,其对E.coli和S.aureus的最低抑菌浓度(MICs)分别为1000 mg·L-1和30 mg·L-1,显示出良好的抗菌效果.     

一种季铵盐氟表面活性剂的制备及其表面活性

以环氧六氟丙烷二聚物和N,N-二乙基丙二胺为原料,经酰胺化和季铵化反应,制备了N,N-二乙基-N-甲基-N—rN’-2-全氟丙氧基丙酰胺基）丙基碘化铵（FCI—1）。用IR、1HNMR、19FNMR等方法对其结构进行了表征．并测试了表面张力等性能。结果表明．所得产物临界胶束浓度（CMC）为38．7mmol／L,在CMC时表面张力为20．4mN／m,具有良好的水溶性和高表面活性。