可溶性磺化聚苯并咪唑及其制备方法

本发明提供了一种溶解性好的磺化聚苯并咪唑及其制备方法。以3，3＇-二磺酸基（盐）-4，4’-二羧基二苯砜或其衍生物作为磺化单体，与二元羧酸或其衍生物和3，4-二氨基苯甲酸、芳香族四元胺或其盐酸盐在多聚磷酸中进行溶液缩聚反应，可以制得磺化度可控、分子量高、热稳定性好、溶解性和成膜性皆优异的磺化聚苯并咪唑。这类磺化聚苯并咪唑可作为电渗析膜、超滤膜、离子交换膜或质子交换膜等膜材料，有着广阔的应用前景。     

聚苯并咪唑膜材料改性研究进展

介绍了聚苯并咪唑在质子交换膜燃料电池方面的应用,本文从共混改性,化学改性,磺化改性等几个方面介绍了改性聚苯并咪唑的研究状况和发展历程。     

磷酸掺杂bSPEEK-OPBI共混质子交换膜的制备及性能

为改善磷酸-聚苯并咪唑(PA-PBI)质子交换膜在燃料电池运行过程中磷酸浸出的问题以及进一步提高其质子传导率和机械强度,本文用高磺化度支链磺化聚醚醚酮(bSPEEK)与芳醚型聚苯并咪唑(OPBI)进行酸碱共混,利用流延法制备磷酸掺杂质子交换膜.结果 表明,共混膜中bSPEEK最佳含量为30％,共混膜的体积溶胀率降低26...     

芳杂环类聚合物质子交换膜的研究进展

对近10年来磺化聚酰亚胺和(磺化)聚苯并咪唑基膜的制备工艺、分子结构特征等方面的研究工作进行了较全面的综述,同时介绍了这两种芳杂环类聚合物膜在质子交换膜燃料电池中的应用前景.     

聚苯并咪唑在高温质子交换膜燃料电池中的应用研究进展

简要介绍了一类高性能聚合物—聚苯并咪唑的制备方法及其在高温质子交换膜燃料电池中的应用研究进展;阐述了磷酸掺杂聚苯并咪唑膜的质子传导机理,探讨了磷酸掺杂率对聚苯并咪唑膜的力学强度和质子导电率等性能的影响规律;并对今后磷酸掺杂聚苯并咪唑质子交换膜研究领域需要解决的关键问题进行了讨论.     

液晶杂环高聚物的合成

首次较详细地论述了聚苯撑苯并二噻唑或二咪唑（ＰＢＴ或ＰＢＯ或ＰＢＩ）、聚苯并噻唑或恶唑（ＡＢＰＰＢＴ或ＡＢＰＢＯ）、聚苯并二咪唑苯并菲绕啉二酮（ＰＱ）及其衍生物的合成方法和相应的特性粘数。     

新型质子交换膜材料及其改性方法研究进展

综述了燃料电池用各种质子交换膜(PEM)材料及其改性方法．PEM材料包括全氟磺酸型离子交换树脂、聚苯并咪唑(PBI)、聚醚醚酮(PEEK)以及各种新型聚合物、嵌段共聚物等，而将这些材料制成PEM所采用的改性方法可分为磺化、酸基络合、杂化、共混、共聚、以及辐射接枝、等离子体等改性处理．还介绍了各种PEM材料的物性特点和PEM材料改性方法及其最新PEM研究报道．     

聚苯并咪唑的化学改性及其应用

介绍了聚苯并咪唑的化学改性方法和应用进展.聚苯并咪唑的1-N原子上的H原子具有一定的活性,可以发生烷基取代、酰基化和交联等化学反应,从而实现聚苯并咪唑的功能化,也可改善聚苯并咪唑的光稳定性、热稳定性以及韧性和强度.综述了近年来聚苯并咪唑国内外的研究进展和应用,利用聚苯并咪唑的芳香性和聚苯并咪唑上孤对电子可以与金属形成配位化合物的特性实现了聚苯并咪唑在催化剂载体、甲醇直接燃料电池和金属分离等领域的应用;利用聚苯并咪唑良好的热稳定性和优异的力学性能实现其在结构材料领域的应用.初步探讨了聚苯并咪唑未来发展的重点方向.     

磺化--制备聚合物荷电膜材料的有效方法

磺化是制备聚合物荷电膜材料的一种有效方法，磺化聚合物制备的荷电膜用做超滤膜、纳滤膜、反渗透膜、离子交换膜等显示出良好的选择性、离子传导性及抗污染能力。由于聚合物与有机小分子物质性能的显著差异，聚合物磺化可以采用聚合物基质磺化、小分子磺酸单体直接聚合或接枝、聚合物膜磺化等不同方法。除采用常规磺化剂，如硫酸、氯磺酸、三氧化硫等，还可以采用磺酸酯等温和磺化剂以及金属化路线进行磺化反应。反应后处理多采用水或有机溶剂沉淀法。     

聚苯并咪唑膜用于膜法酸碱两性电解水制氢研究

针对电解水制氢过程能耗过高的问题,提出膜法酸碱两性电解水过程。用隔膜将高浓度的酸碱电解液分隔,在酸性溶液中发生析氢反应,提高电化学反应活性,降低析氢过电位。该过程核心问题是阻止酸碱中和,限制对离子跨膜渗透.本文选择对离子体积较大的季铵碱作为碱溶液,分析酸碱种类、对离子体积与离子渗透的关系,探讨电解电流与酸碱种类、浓度、温度的关系.为了阻隔高浓度酸碱中和,使用聚苯并咪唑膜作为电解槽隔膜,经过酸或碱掺杂形成传导离子能力.初步验证了聚苯并咪唑膜在酸碱溶液中的稳定性,为发展膜法酸碱两性电解水制氢技术提供依据.     

碱性燃料电池用咪唑类阴离子交换膜研究进展

近年来,阴离子交换膜燃料电池的发展受到了广泛关注。开发具有碱稳定性能优异,电导率高的阴离子交换膜材料成为了研究的热点。阴离子交换膜(AEMs)主要由聚合物骨架和阳离子基团组成,这两者是影响膜碱稳定性和电导率的重要因素。综述了用于阴离子交换膜的咪唑功能化聚合物的制备,咪唑类阴离子交换膜和聚苯并咪唑类阴离子交换膜的碱稳定性、电导率等性能;同时,对于含有咪唑阳离子交换基团的阴离子交换膜的结构设计进行了分析和展望。     

水蒸汽诱导相分离法制备聚苯并咪唑多孔膜

以3,3′-二氨基联苯胺和4,4′-二羧基二苯醚为原料,通过亲核缩聚合成了分子主链上带有醚键结构且具备较好溶解性的聚苯并咪唑,通过核磁共振和红外光谱确定其化学结构.接着利用水蒸汽诱导相分离法制备了系列具有海绵状孔结构的多孔膜,用扫描电子显微镜观察其形貌结构.详细考察了溶剂种类、成膜时间、温度、湿度以及聚合物溶液浓度等因素对膜结构的影响.结果表明,在温度80℃、相对湿度60%时,以甲磺酸为溶剂可使聚苯并咪唑膜出现腔包状孔结构;以N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺为溶剂可使聚苯并咪唑膜出现海绵状孔结构;而二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮这两种溶剂不能使其出现多孔结构.以N,N-二甲基乙酰胺为溶剂时,聚苯并咪唑膜出现海绵状孔结构的成膜时间应不小于10min,成膜湿度应不小于50%,膜表面和断面孔径随着聚合物溶液浓度的增加而减小,底面也越来越致密.温度一定时,膜表面和断面孔径随着湿度的增加而减小;湿度一定时,膜表面和断面孔径随着温度的增加而减小.     

含咪唑基磺化聚酰亚胺质子交换膜的结构与性能关系研究

将1,4,5,8-萘四羧酸二酐(NTDA)与4,4’-二(4-氨基苯氧基)联苯-3,3’二磺酸(BAPBDS)及3种共聚用二胺单体:2-(4-氨基苯基)-5-氨基-苯并咪唑(APABI)、1,3-二(4-氨基苯氧基)-5-(2-苯并咪唑基)苯(BAPBIB)及4,4’-二(4-氨基苯氧基)联苯(BAPB)在间甲酚中180℃进行无规共聚,分别制得了3种共聚物:主链含咪唑基磺化聚酰亚胺、含侧咪唑基磺化聚酰亚胺及不含咪唑基磺化聚酰亚胺。用溶液浇注法制得了具有良好机械性能的质子交换膜,测定了这些质子交换膜的离子交换容量、吸水率、质子导电率、水解稳定性和抗自由基氧化等性能,重点研究了含咪唑基二胺单体的化学结构对质子交换膜的抗自由基氧化性和水解稳定性的影响规律。     

聚苯乙炔单分子膜成膜特性研究

研究了聚苯乙炔单分子膜的成膜特性及其结构，结果表明，聚苯乙炔能在较大的表面压范围内形成稳定的单分子膜，并具有不可重复压缩性，表面压力的各向异性和松弛特性，ＴＥＭ照片显示，聚苯乙炔分子链在单分子膜中是有序排列的，转移比和ＸＰＳ研究证明，单分子膜向铝片的沉积是成功的。     

基于咪唑类离子液体含氟阴离子的调控制备高质子传导率的OPBI共混膜

磷酸掺杂聚苯并咪唑(PA-PBI)被认为是最具发展潜力的高温质子交换膜材料之一,但如何制备出高质子传导率的膜材料,仍是PA-PBI高温质子交换膜所面临的挑战性难题.本文通过烷基化反应、离子交换反应,合成了阴离子为PF₆^-和BF₄^-的两种咪唑类离子液体([ViEtIm]PF₆、[ViEtIm]BF₄),通过与芳醚型聚苯并咪唑(OPBI)共混并采用流延法制备了[ViEtIm]PF₆/OPBI和[ViEtIm]BF₄/OPBI膜,进一步通过红外光谱、热重分析和SEM表征验证了离子液体与OPBI共混膜结构.对共混膜进行高温质子交换膜性能研究,结果表明,[ViEtIm]PF₆/OPBI膜综合性能优于[ViEtIm]BF₄/OPBI膜及原OPBI膜,特别是在质子传导率方面,[ViEtIm]PF₆/OPBI膜的质子传导率高达37.6 mS/cm,分别是[ViEt...     

聚苯并咪唑(PBI)渗透汽化膜的研究进展

聚苯并咪唑(PBI,polybenzimidazole)是一种高性能芳香族聚合物材料.由于具有突出的耐化学性、热稳定性和机械性能,以及良好的亲水性和可纺性,PBI成为一种很有前途的渗透汽化分离膜材料.本文综述用于渗透汽化的PBI分离膜的研究进展,扼要介绍PBI渗透汽化膜几种不同的形态,包括致密平板膜、单层中空纤维膜、双层中空纤维膜以及混合基质膜,并对不同形态的PBI膜进行对比;同时也阐述分析了交联、表面改性、共混、填充等多种改性方法以及其对膜分离性能的影响.基于上述讨论,本文最后对PBI渗透汽化膜的发展方向和研究前景进行了总结.     

侧链磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备及性能

为进一步提高磺化聚醚醚酮质子交换膜的尺寸稳定性、耐氧化性和质子电导率,从侧链结构出发设计制备了一种新的侧链型磺化聚醚醚酮质子交换膜.以磺化聚醚醚酮为聚合物主链,利用N,N′-羰基二咪唑(CDI)的活化作用将1-乙醇胺(MEA)与磺酸基团反应,从而延长侧链长度,再通过1,3-丙磺酸内酯的开环反应引入磺酸功能基团,最后采用溶胶-凝胶法制备出一系列新的侧链型磺化聚醚醚酮质子交换膜.对所制备的侧链型磺化聚醚醚酮质子交换膜分别进行了结构和性能表征.结果表明,该类侧链型磺化聚醚醚酮质子交换膜中产生了亲水/疏水相分离结构,并且具有适当的吸水率和较低的溶胀度(9.2%).该类质子交换膜具有更高的质子电导率,其中60℃时支化程度为80%的侧链型磺化聚醚醚酮质子交换膜的电导率高达0.096 S/cm.此外,制备的侧链型磺化聚醚醚酮质子交换膜也具有良好的机械性能、氧化稳定性和热稳定性.     

燃料电池用改性PBI膜研究进展

聚苯并咪唑(PBI)有很好的热稳定性能和力学性能,而且聚合物中同时存在质子给体和受体,但是由于其导电性能和难以成膜的影响。使其在燃料电池中的应用受到极大的限制。本文讨论了基于提高聚苯并咪唑的导电能力而对聚苯并咪唑所作的改性研究。     

高温质子交换膜的研究进展

高温质子交换膜能解决传统燃料电池电极催化剂CO中毒、复杂的水热管理等问题,成为当今燃料电池发展研究的焦点。结合质子交换膜的结构与性能之间的关系,分析了分子结构设计对膜性能的重要影响,总结了接枝型、复合型质子交换膜、新型耐热交换膜的研究现状。对有机/无机粒子复合膜材料,磷酸掺杂聚苯并咪唑(PBI)、聚芳硫醚砜(PASS)等类型膜材料进行了评述,为高温质子交换膜的研究指明了方向。     

聚苯并咪唑的合成及应用研究进展

介绍了国内外有关聚苯并咪唑高分子材料的研究状况.论述了聚苯并咪唑的发展,二元酸和四胺单体的合成方法、聚合工艺、种类及国内外应用状况,并对聚苯并咪唑的发展方向和研究热点进行了分析.