苯磺酸型侧链磺化聚砜质子交换膜的制备及性能研究

发布时间：2024-12-21 01:54

　　 以环氧氯丙烷为小分子试剂,通过烷基化反应将环氧基团引入双酚A型聚砜（PSF）主链,制备侧链含有环氧基团的改性聚砜（OPSF）,以OPSF为基础制备苯二磺酸型磺化聚砜（PSF-BDS）,通过红外、紫外吸收光谱和核磁氢谱表征化学结构,通过溶液浇注法制备了相应的薄膜,探索了膜材的性能与温度之间的关系。结果表明:PSF-BDS被成功制备,亲水基团远离PSF主链,利于微相分离结构的形成,使之在高磺化度下的尺寸稳定性好。在25～85℃的温度范围内,该质子交换膜的吸水率（WU）、吸水溶胀性（SW）和质子传导率与温度呈线性关系,PSF-BDS-3（磺酸基团键合量为1.45 mmol/g）膜在室温和85℃的SW仅为25.5%和46.6%,相应甲醇渗透率（DK）仅为10.53×10^-7 cm²/s,在相同条件下,性能优于Nafion115(16.8×10^-7 cm²/s)和Nafion117(23.8×10^-7 cm²/s)。

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【部分图文】：

图2 PSF、OPSF和PSF-BDS的红外谱图

(2）功能聚合物的1H-NMR谱图。为了进一步确认目标物的结构，以氘代氯仿为溶剂，测定PSF、OPSF和PSF-BDS的1H-NMR图谱，如图3所示。PSF苯环上质子的化学位移相互重合，出现6.90×10-6～7.86×10-6范围内的一组宽峰，甲基质子的化学位移出现在1.72×....

图3 PSF,OPSF和PSF-BDS的核磁谱图

图2PSF、OPSF和PSF-BDS的红外谱图图3PSF,OPSF和PSF-BDS的核磁谱图

图3 PSF,OPSF和PSF-BDS的核磁谱图

图3PSF,OPSF和PSF-BDS的核磁谱图2.2PSF-BDS膜的基本性能

图4 质子交换膜的WU曲线

用去离子水充分浸泡PSF-BDS薄膜样品，质量为W2，充分吸水膨胀后，用吸水纸擦净，迅速称重（W1），薄膜的WU(%)=(W1-W2)/W2×100%进行计算。WU与温度的关系曲线如图4所示。(1）分子的运动随着温度的升高而增强，同时，磺酸基团和水分子更容易相互结合，最终导致WU....

本文编号：4018208