导读:本文包含了磺化聚芳醚酮论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:质子交换膜,磺化聚芳醚酮砜,接枝,4-氨基吡啶
磺化聚芳醚酮论文文献综述
王春梅[1]（2019）在《氮杂环接枝的磺化聚芳醚酮砜质子交换膜的制备与性能研究》一文中研究指出质子交换膜作为质子交换膜燃料电池的核心部件,兼备传递质子与阻隔燃料和氧化剂的作用,其性能的好坏直接影响着质子交换膜燃料电池的应用。目前,应用最广泛的质子交换膜是已经商业化的杜邦公司生产的Nafion全氟磺酸膜,该膜本身具有优异的质子传导率、化学稳定性以及机械性能,从而备受青睐。但是昂贵的成本,较高的甲醇渗透性阻碍了Nafion膜的进一步发展应用,故而人们把寻找能够替代Nafion膜的聚合物材料作为主要研究方向。磺化聚芳醚酮砜是一种性能优异的工程材料,其出色的热稳定性、化学稳定性和低廉的价格,使其被认为是Nafion最有潜力的替代材料。然而传统的质子交换膜当温度高于80℃时,体系内水份快速流失,质子载体的减少直接影响膜的质子传导率。并且质子的传递与甲醇的渗透途径相同,所以质子传导率较高时常伴随着甲醇渗透系数过高的问题。研究者们想要建立一条不依靠水的质子传输通道,希望通过这种手段打破质子传导率和甲醇渗透率之间的限制,并且摆脱质子传递对水的依赖。本文首先制备出了含有羧基基团的磺化聚芳醚酮砜聚合物,然后通过接枝的手段将4-氨基吡啶固定到聚合物链上,希望接枝后的紧密结构能够有效地降低甲醇的渗透,同时利用氮杂环兼备的质子导体与受体的特性,构建一条只能传递质子的新的质子传输途径。通过测试发现随着吡啶接枝量的增加,25℃时膜的甲醇渗透系数由8.17×10~(-7)cm~2s~(-1)显着降低到8.92×10~(-8)cm~2s~(-1)。膜的质子传导率和相对选择性与接枝吡啶含量呈正相关。其中,SPP-4膜在100℃时质子电导率最高,为0.088 S cm~(-1)。为了进一步提高膜在中高温条件下的质子传导率,我们选用5-氨基四唑作为新的接枝物。因为与4-氨基吡啶(9.114)相比5-氨基四唑(8.1)具有更小的PKa值,从而解离程度更高,高的解离程度会降低溶剂效应,使质子的迁移更加容易。并且5-氨基四唑环上有4个N原子,就会为质子的传递提供更多的跳跃位点。通过与SPP-y膜的比较发现SPAT-4膜在100℃时质子传导率最高达到了0.0933 S cm~(-1),明显高于SPP-4膜,并且具有更高的相对选择性。(本文来源于《长春工业大学》期刊2019-06-01）
刘畅[2]（2019）在《侧链磺化聚芳醚酮砜及其复合型质子交换膜的制备与性能研究》一文中研究指出直接甲醇燃料电池(DMFC)是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的一种,以甲醇为燃料,能够通过电化学反应将化学能清洁高效地转化为电能。在氢气的制备、运输、存储尚不完善的今天拥有巨大的市场前景。作为DMFC最重要的组件之一,质子交换膜(PEM)性能的优劣直接影响DMFC能量转化效率以及使用寿命。当前,商业化最成功的PEM有美国杜邦公司(DuPont)生产的Nafion?系列膜、Dow公司开发的XUS-B204膜、日本Asahi Glass公司研究的Flemion?膜等几种。上述几种PEM虽然都具备优异的电化学性能和机械性能,但甲醇渗透率高、制备工艺复杂、尺寸稳定性差等缺点不容忽视。在这种情况下,寻找能够代替上述几类PEM的新材料成为了研究热点。芳香族聚合物成本较低且具有良好的化学、热稳定性和力学性能。通过在主链或侧链上引入磺酸基团可以实现对质子的选择性传导。通常情况下,体系中磺酸基团越多,对水的吸收能力越强,其质子传导能力越高。但是,当磺酸基团含量过高时会导致膜过度溶胀,降低膜的尺寸稳定性,影响正常使用。为了解决上述问题,本文先是利用缩聚反应合成了主链上带有-NH_2的磺化聚芳醚酮砜Am-SPAEKS,然后将以-SO_3H封端的烷基侧链接枝在-NH_2上制备了具有梳状结构的磺化聚芳醚酮砜,并以此为基材制备了具有较宽质子传输通道的质子交换膜SPAEKS-PSA X。长短链交替的梳状结构促进了微观相分离结构的形成,扩大了质子传输通道,增强了膜的质子传导能力。在相同条件下,相较于体系中没有梳状结构的Am-SPAEKS膜,SPAEKS-PSA X膜的质子传导率明显提高,其中膜SPAEKS-PSA 15在80~oC、100%相对湿度条件下表现出了最高的质子传导率0.097 S cm~(-1)。同时,梳状结构的存在有效抑制了SPAEKS-PSA X膜的溶胀,在80~oC的去离子水中浸泡24小时后,其在厚度和长度方向的溶胀比例分别为8.55%和2.6%。得益于高质子传导率,其选择性(质子传导率与甲醇渗透系数之比)达到了4.14 S s cm~(-3),明显高于Nafion?117的3.12 S s cm~(-3)。为了进一步提升SPAEKS-PSA X膜的质子传导率,我们向体系中引入了磷钨酸(PWA)。同时,为了防止PWA在体系内团聚,我们又向体系中加入了一定量的正硅酸四乙酯(TEOS),制备了复合型质子交换膜SPAEKS-PSA/PWA 30/TEOS X。磷钨酸的加入明显提高了复合膜的质子传导率,在80~oC、100%相对湿度条件下,SPAEKS-PSA/PWA 30/TEOS 4膜的质子传导率达到了0.128 S cm~(-1),这明显高于SPAEKS-PSA 15膜质子传导率的最高值0.097 S cm~(-1),说明PWA的加入确实能够加强复合膜的质子传导能力。PWA和TEOS的加入还明显增强复合膜的保水能力,SPAEKS-PSA/PWA 30/TEOS 8复合膜在80~oC的环境中静置30分钟后失水率仅为2.94%。在扫描电子显微镜下可以明显看出,适量TEOS的加入使PWA分布得更均匀。过多的TEOS会在一定程度上降低复合膜的质子传导率,因此综合考虑了质子传导率,选择性,机械性能等参数后,最佳的TEOS比例为4%。(本文来源于《长春工业大学》期刊2019-06-01）
孟凡婷[3]（2019）在《磺化聚芳醚酮类湿敏材料的设计、制备与性能研究》一文中研究指出合成了一系列不同磺化度的磺化聚芳醚酮材料,分别制备了Na型和H型磺化聚芳醚酮基湿度传感器,并对其进行性能研究。研究发现:磺化度为1.9的H型磺化聚芳醚酮材料的响应/恢复时间相对较短,但在响应速度和湿滞性能方面具有较大的改良空间。因此,引入聚苯并咪唑作为大分子交联剂制备复合材料,利用两种聚合物之间的相互作用制得了高性能的湿度传感材料。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-06-01）
朱雨昕,HARAGIRIMANA,Alphonse,陆瑶,BUREGEYA,Ingabire,Providence,宁聪[4]（2019）在《填充型具有微孔结构的磺化聚芳醚砜/聚醚砜复合质子交换膜的制备及性能》一文中研究指出制备了基于磺化聚芳醚砜(SPAES)及聚醚砜(PES)的填充型复合质子交换膜,研究了其吸水率、尺寸变化、热-机械特性、质子电导率、甲醇透过性及稳定性等性能.通过浸入沉淀相转化法,采用磺化度分别为30%(S30),40%(S40)及50%(S50)的SPAES与PES制备了系列微孔型复合质子交换膜Sx-y(x为SPAES的磺化度,y为SPAES的质量分数);然后利用真空抽滤法在微孔中填充S50制备了相应的填充型复合质子交换膜Sx-y+F50.结果表明,由于微孔的引入及皮层结构的存在,Sx-y膜在低离子交换容量(IEC)条件下仍具有较高的电导率、优良的机械强度、优异的化学稳定性及较低的甲醇透过性.经S50填充后,Sx-y+F50膜的IEC及电导率明显提升,甲醇透过率大幅下降,但机械强度及化学稳定性未见劣化.其中S30-40+F50膜(IEC=0. 69 mmol/g)的综合性能最佳,其质子电导率在90℃水中达到50. 4 m S/cm;经140℃水处理24 h后失重率仅为8. 2%,质子电导率降低仅9%;经过芬顿试剂(3%H2O2,20 mg/L Fe SO4,80℃,1 h)处理后失重率仅为0. 66%;甲醇透过率仅为6. 8×10-8cm2/s.(本文来源于《高等学校化学学报》期刊2019年05期）
买买,冯思雯,万鹏程,张轶博,张帅[5]（2019）在《壳聚糖与磺化聚芳醚砜复合膜材料研究进展》一文中研究指出基于利用壳聚糖中氨基和磺化聚芳醚砜中的磺酸基团之间的静电力制备复合膜材料。综述了该类复合材料的材质选择、成膜方式以及在超微滤、纳滤、反渗透以及质子交换膜领域的应用状况,并展望了未来的发展方向。(本文来源于《精细化工中间体》期刊2019年02期）
成涛[6]（2019）在《官能化石墨烯/磺化聚芳醚腈质子交换膜的制备与性能研究》一文中研究指出直接甲醇燃料电池因转换效率高,启动快,燃料易得,排放物无污染等特点受到广泛的关注和研究。质子交换膜作为燃料电池的心脏,其性能直接决定了燃料电池效率的高低。目前,商业化的质子交换膜是全氟磺酸膜,它具有优异的质子电导率,化学稳定性和力学性能,但是也存在着明显的劣势,例如高温保水性能力差,甲醇渗透率高和污染环境。近来,研究者们开发出了可替代Nafion膜的磺化芳香族聚合物,如磺化聚醚醚酮,磺化聚芳醚砜和磺化聚芳醚腈等。然而,通常磺化芳香族聚合物膜仅在高IEC值下达到高的质子传导率,但是高IEC值通常会降低膜的阻醇性能,尺寸稳定性和机械性能。相反,低的IEC值虽然其他性能很优异但是质子电导率却达不到高值。为了平衡质子电导率和甲醇渗透率,研究者们想出了很多方法,具体包括:化学交联,有机-有机复合和有机-无机复合等。其中,有机-无机复合是提升质子交换膜综合性能最简单有效的方法。本论文以官能化石墨烯为无机填料,磺化聚芳醚腈(SPEN)作为基体,通过溶液共混的方法制备了一系列官能化石墨烯/SPEN复合质子交换膜。具体工作如下:(1)石墨首先通过改进Hummers法制备得到氧化石墨烯,再通过化学接枝方法制备出两种不同的官能化石墨烯:磺化氧化石墨烯(SGO)和氨基化氧化石墨(NGO)。然后将它们与SPEN共混分别得到单掺杂(S,N)和共掺杂的复合膜(S/N-1,S/N-2,S/N-3)。研究表明,所有复合膜都呈现出优良的热稳定性,机械性能和尺寸稳定性,共掺杂复合膜的性能优于单掺杂膜,其中S/N-3复合膜的性能最好,其质子电导率20℃时可达到0.064 S cm~(-1),在80℃可达到0.21 S cm~(-1),选择性高达到4.48×10~5 S·cm~(-3)·s,几乎是Nafion117(0.45×10~5 S·cm~(-3)·s)选择性的10倍。(2)通过化学接枝改性,在石墨烯表面同时接枝上磺酸基和氨基,并将其掺入SPEN基体中制备出一系列不同含量的NSGO/SPEN复合膜。研究表明,改性后的石墨烯与基体之间的相容性和分散性均显着提高。随着含量的增加,复合膜的吸水率,溶胀率,甲醇渗透率都出现了先降低后上升的趋势,而质子电导率呈现先升高后降低的趋势。在这一系列复合膜中,NSGO/SPEN-2复合膜的性能最佳,在20℃的质子电导率为0.056 S cm~(-1),甲醇渗透率为1.41×10~-77 cm~2·s~(-1)。(3)根据亲核芳香取代反应机理,设计并合成了一系列氨基含量不同的氨基磺化聚芳醚腈并选出了综合性能最好的AmSPEN-10作为聚合物基体。将NSGO加入AmSPEN基体中制备出不同含量的NSGO/AmSPEN复合膜。实验结果表明,所有复合膜的尺寸稳定性都较好,在80℃时溶胀率仅为10.82%-13.36%。此外,NSGO/AmSPEN-2复合膜的甲醇渗透率仅为0.68×10~-77 cm~2·s~(-1),其选择性高达7.72×10~5 S·cm~(-3)·s,比NSGO/SPEN复合膜的选择性提高了94.5%,是商业化Nafion117膜选择性的17.2倍。(本文来源于《电子科技大学》期刊2019-04-01）
程言营,黄清奇,刘惠平,廖慧英,肖繁花[7]（2018）在《含萘磺化聚芳醚酮(酮)质子交换膜的制备及性能》一文中研究指出通过直接缩聚法合成了含萘的磺化聚芳醚酮(sPEK)和磺化聚芳醚酮酮(sPEKK)2种系列的聚合物,并采用红外光谱、凝胶渗透色谱及热重分析分别表征和测试了聚合物的分子结构、相对分子质量及热性能。以N-甲基吡咯烷酮(NMP)为溶剂,用溶液浇铸法制备质子交换膜,并对膜的离子交换容量(IEC)、吸水率、溶胀率、质子电导率及耐氧化稳定性分别进行了测试表征。结果表明,2种系列聚合物膜中磺化度较高者性能较好。但IEC相近的sPEK和sPEKK膜相比,前者的综合性能优于后者。如sPEK-50在80℃的吸水率为46.7%,溶胀率为21.3%,质子电导率为0.048S/cm,与Nafion117膜的溶胀率和电导率相近。另外,sPEK-50膜在Fenton’s试剂中浸泡1h后无质量损耗,耐氧化稳定性优于同类型芳香族聚芳醚酮膜,显示出较好的综合性能。(本文来源于《高分子材料科学与工程》期刊2018年08期）
邓严华,陈建华,许静萍,凌丽靖,彭乾[8]（2018）在《磺化聚芳醚酮聚酰胺TFC正渗透膜的制备及性能研究》一文中研究指出本文采用尼龙布作为支撑层,磺化聚芳醚酮作为中间层,以间苯二胺(MPD)与均苯叁甲酰氯(TMC)为单体,通过二者在磺化聚芳醚酮层表面进行聚合反应制得聚酰胺TFC(thin film composite)正渗透膜.通过实验可得,当界面聚合条件为:MPD浓度2.0 wt%,TMC浓度为1.0 wt%,热处理温度为65℃时,制备出性能最佳的复合正渗透膜.以去离子水为原料液,以2 mol/L的NaCl溶液为驱动液,料液流速为0.25 L/min,对聚酰胺TFC正渗透膜进行性能测试,在此条件下制备的膜纯水通量可达39.80L/m~2·h,截留率可达99.94%.(本文来源于《闽南师范大学学报(自然科学版)》期刊2018年02期）
肖磊,张晨,何美玉,陈康成[9]（2018）在《后磺化法精确可控制备磺化聚芳醚砜及其质子交换膜性能》一文中研究指出以不同配比4,4'-二氟二苯砜、4,4'-联苯二酚和4,4'-二羟基二苯砜为单体,经共聚合得到具有不同高分子量的聚芳醚砜.由于聚合物上联苯和苯砜片段的电子效应差异较大,使磺化反应容易发生在电子云密度较高的联苯片段上.因此采用简单温和的后磺化法,使磺化聚芳醚砜中的磺酸基团精确接入到主链联苯片段中的醚键邻位上,并且磺化度可预测.研究结果表明,制备的磺化聚芳醚砜(M-SPAES)中的磺酸基团被精确接入到主链上联苯片段中的醚键邻位,其相对黏度均在1.2 d L/g以上.质子交换膜(PEM)的离子交换容量(IEC)测定值与理论值完全一致.膜的吸水率与尺寸变化率随IEC和温度的提高而显着增加,并且膜平面方向的尺寸变化率小于膜厚方向.热重分析显示,所制备的磺化聚芳醚砜在280℃以上开始降解.在20℃,20%相对温度(RH)下,膜的最大拉伸强度均大于50 MPa,断裂伸长率在15%以上.PEM在Fenton's试剂中的破碎时间随IEC的增加而缩短,在20℃时,IEC较小的PEM的破碎时间可达到200 h以上.PEM的质子传导率(σ)随温度和IEC的增加而显着提高.在H2/O2燃料电池性能测试中,电池温度为60℃,加湿度为80%RH,背压为0.1 MPa时,开路电压(OCV)为1.0 V以上,最大功率可达0.54 W/cm2.(本文来源于《高等学校化学学报》期刊2018年06期）
盖树人,张静[10]（2018）在《溶剂对磺化聚芳醚砜成膜性的影响》一文中研究指出对于磺化聚芳醚砜在溶剂甲酸、DMAC以及甲酸和DMAC的混合溶剂中的溶解性进行实验;并进行了以甲酸、DMAC和不同比例的甲酸与DMAC为溶剂的磺化聚芳醚砜树脂成膜实验。实验证明了甲酸为磺化聚芳醚砜的劣溶剂,以甲酸为溶剂的树脂溶液涂布而成的膜由于大量的裂纹缺陷和脆性弊病无法用作反渗透膜的除盐层;DMAC对于磺化聚芳醚砜的溶解性良好;用甲酸和DMAC的混合溶剂溶解磺化聚芳醚砜,随着DMAC所占比例的不断增加,混合溶剂的溶解性先略微变差,然后溶解性明显增加,最后又变差;由于挥发速度的差距,在磺化聚芳醚砜树脂的甲酸溶液中加入少量DMAC即可得到致密无缺陷的涂层。(本文来源于《信息记录材料》期刊2018年06期）
磺化聚芳醚酮论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
直接甲醇燃料电池(DMFC)是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的一种,以甲醇为燃料,能够通过电化学反应将化学能清洁高效地转化为电能。在氢气的制备、运输、存储尚不完善的今天拥有巨大的市场前景。作为DMFC最重要的组件之一,质子交换膜(PEM)性能的优劣直接影响DMFC能量转化效率以及使用寿命。当前,商业化最成功的PEM有美国杜邦公司(DuPont)生产的Nafion?系列膜、Dow公司开发的XUS-B204膜、日本Asahi Glass公司研究的Flemion?膜等几种。上述几种PEM虽然都具备优异的电化学性能和机械性能,但甲醇渗透率高、制备工艺复杂、尺寸稳定性差等缺点不容忽视。在这种情况下,寻找能够代替上述几类PEM的新材料成为了研究热点。芳香族聚合物成本较低且具有良好的化学、热稳定性和力学性能。通过在主链或侧链上引入磺酸基团可以实现对质子的选择性传导。通常情况下,体系中磺酸基团越多,对水的吸收能力越强,其质子传导能力越高。但是,当磺酸基团含量过高时会导致膜过度溶胀,降低膜的尺寸稳定性,影响正常使用。为了解决上述问题,本文先是利用缩聚反应合成了主链上带有-NH_2的磺化聚芳醚酮砜Am-SPAEKS,然后将以-SO_3H封端的烷基侧链接枝在-NH_2上制备了具有梳状结构的磺化聚芳醚酮砜,并以此为基材制备了具有较宽质子传输通道的质子交换膜SPAEKS-PSA X。长短链交替的梳状结构促进了微观相分离结构的形成,扩大了质子传输通道,增强了膜的质子传导能力。在相同条件下,相较于体系中没有梳状结构的Am-SPAEKS膜,SPAEKS-PSA X膜的质子传导率明显提高,其中膜SPAEKS-PSA 15在80~oC、100%相对湿度条件下表现出了最高的质子传导率0.097 S cm~(-1)。同时,梳状结构的存在有效抑制了SPAEKS-PSA X膜的溶胀,在80~oC的去离子水中浸泡24小时后,其在厚度和长度方向的溶胀比例分别为8.55%和2.6%。得益于高质子传导率,其选择性(质子传导率与甲醇渗透系数之比)达到了4.14 S s cm~(-3),明显高于Nafion?117的3.12 S s cm~(-3)。为了进一步提升SPAEKS-PSA X膜的质子传导率,我们向体系中引入了磷钨酸(PWA)。同时,为了防止PWA在体系内团聚,我们又向体系中加入了一定量的正硅酸四乙酯(TEOS),制备了复合型质子交换膜SPAEKS-PSA/PWA 30/TEOS X。磷钨酸的加入明显提高了复合膜的质子传导率,在80~oC、100%相对湿度条件下,SPAEKS-PSA/PWA 30/TEOS 4膜的质子传导率达到了0.128 S cm~(-1),这明显高于SPAEKS-PSA 15膜质子传导率的最高值0.097 S cm~(-1),说明PWA的加入确实能够加强复合膜的质子传导能力。PWA和TEOS的加入还明显增强复合膜的保水能力,SPAEKS-PSA/PWA 30/TEOS 8复合膜在80~oC的环境中静置30分钟后失水率仅为2.94%。在扫描电子显微镜下可以明显看出,适量TEOS的加入使PWA分布得更均匀。过多的TEOS会在一定程度上降低复合膜的质子传导率,因此综合考虑了质子传导率,选择性,机械性能等参数后,最佳的TEOS比例为4%。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
磺化聚芳醚酮论文参考文献
[1].王春梅.氮杂环接枝的磺化聚芳醚酮砜质子交换膜的制备与性能研究[D].长春工业大学.2019
[2].刘畅.侧链磺化聚芳醚酮砜及其复合型质子交换膜的制备与性能研究[D].长春工业大学.2019
[3].孟凡婷.磺化聚芳醚酮类湿敏材料的设计、制备与性能研究[D].吉林大学.2019
[4].朱雨昕,HARAGIRIMANA,Alphonse,陆瑶,BUREGEYA,Ingabire,Providence,宁聪.填充型具有微孔结构的磺化聚芳醚砜/聚醚砜复合质子交换膜的制备及性能[J].高等学校化学学报.2019
[5].买买,冯思雯,万鹏程,张轶博,张帅.壳聚糖与磺化聚芳醚砜复合膜材料研究进展[J].精细化工中间体.2019
[6].成涛.官能化石墨烯/磺化聚芳醚腈质子交换膜的制备与性能研究[D].电子科技大学.2019
[7].程言营,黄清奇,刘惠平,廖慧英,肖繁花.含萘磺化聚芳醚酮(酮)质子交换膜的制备及性能[J].高分子材料科学与工程.2018
[8].邓严华,陈建华,许静萍,凌丽靖,彭乾.磺化聚芳醚酮聚酰胺TFC正渗透膜的制备及性能研究[J].闽南师范大学学报(自然科学版).2018
[9].肖磊,张晨,何美玉,陈康成.后磺化法精确可控制备磺化聚芳醚砜及其质子交换膜性能[J].高等学校化学学报.2018
[10].盖树人,张静.溶剂对磺化聚芳醚砜成膜性的影响[J].信息记录材料.2018