含氟磺化双三蝶烯型聚芳醚砜质子交换膜的制备及性能

发布时间：2018-12-21 07:29

【摘要】：利用3,3,4,4-四氟二苯砜、十氟联苯、6F-双酚A及6,13-双三蝶烯二酚,通过亲核取代共聚及后磺化方法制备了2个系列不同磺化度的磺化双三蝶烯型聚芳醚砜,并通过氢核磁共振波谱(1H NMR)对其化学结构进行了表征.研究发现,所得磺化聚芳醚砜均表现出了优异的热稳定性.此类膜材料具有优良的机械性能、尺寸稳定性、氧化稳定性及高温低湿度条件下高的质子传导率.透射电子显微镜的结果表明,聚合物主链中大量氟原子的引入显著改善了聚合物的相分离结构,并且随着聚合物主链中氟含量的增加,亲水区域明显增大.这也是含氟磺化双三蝶烯型聚芳醚砜质子交换膜材料在高温低湿度条件下具有高质子传导率的主要原因.
[Abstract]:Two series of sulfonated bis (tripterene) polyaryl ether sulfone with different sulfonation degrees were prepared by nucleophilic substitution copolymerization and post-sulfonation using 3 ~ (3) C _ (3) C _ (4) -tetrafluorobenzene diphenyl sulfone, decafluorinated biphenyl, 6F- bisphenol A and 6 ~ (13) bis (tripterene) diphenols. The chemical structure was characterized by 1H NMR. It was found that the sulfonated poly (aryl ether sulfone) exhibited excellent thermal stability. This kind of membrane material has excellent mechanical properties, dimensional stability, oxidation stability and high proton conductivity at high temperature and low humidity. The results of transmission electron microscopy show that the introduction of a large number of fluorine atoms in the polymer main chain improves the phase separation structure of the polymer significantly, and with the increase of fluorine content in the polymer main chain, the hydrophilic region increases obviously. This is also the main reason for the high proton conductivity of the polyaryl ether sulfone (PES) membrane material containing fluorine sulfonated ditripterene at high temperature and low humidity.
【作者单位】： 陕西省石油化工研究设计院;
【基金】：陕西省石油化工研究设计院青年创新基金(批准号:2013qcx-09)资助~~
【分类号】：TM911.4;TQ320.721

【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 王永鹏;岳喜贵;庞金辉;李雪峰;李娜;张海博;姜振华;;侧链含有全氟磺酸的聚芳醚砜质子交换膜材料的制备及性能[J];高等学校化学学报;2012年05期

【共引文献】

相关期刊论文 前9条

1 钱涛;汪涓涓;张庆华;詹晓力;陈丰秋;;丙烯酸(N-甲基全氟己烷磺酰胺基)乙酯与MMA梯度共聚物的合成与表征[J];高等学校化学学报;2013年03期

2 徐晶美;程海龙;马丽;白洪伟;任春丽;张会轩;王哲;;含氨基磺化聚芳醚酮砜质子交换膜的制备与性能[J];高等学校化学学报;2013年07期

3 张守海;赵文颖;陈丽云;蹇锡高;;磺化含侧苯基杂萘联苯聚醚砜质子交换膜材料的合成与性能[J];功能材料;2013年18期

4 徐晶美;赵莹;程海龙;马丽;白洪伟;任春丽;王哲;张会轩;;质子交换膜燃料电池用含氨基磺化聚芳醚酮砜交联膜的制备与性能研究[J];高分子学报;2013年11期

5 程海龙;徐晶美;马丽;刘伯军;任春丽;白洪伟;王哲;张会轩;;用于质子交换膜材料的侧链型磺化聚芳醚酮砜的光谱分析[J];光谱学与光谱分析;2013年10期

6 马丽;程海龙;徐晶美;王哲;;磺化聚芳醚酮砜/聚芳醚砜VA二唑复合型质子交换膜的制备与性能[J];高等学校化学学报;2014年03期

7 陶丹;向雄志;王雷;;磺酸基在侧链萘环上的磺化聚芳醚质子交换膜的制备与性能研究[J];高分子学报;2014年03期

8 漆志刚;宫琛亮;梁宇;李辉;张树江;李彦锋;;中温质子交换膜燃料电池高质子传导率磺化芳香族聚合物膜[J];化学进展;2013年12期

9 王丽;王学军;陈越;;全氟离子交换树脂的研究进展[J];现代化工;2013年04期

相关博士学位论文 前2条

1 潘婧;燃料电池用碱性聚合物电解质研究[D];武汉大学;2012年

2 魏征;原位构建纳米分散相制备高性能弹性体复合材料的研究[D];北京化工大学;2013年

相关硕士学位论文 前7条

1 王俊俊;QDPEEK阴离子交换膜的制备及改性[D];大连理工大学;2013年

2 任春丽;含N杂环的磺化聚芳醚砜质子交换膜材料的制备与性能研究[D];长春工业大学;2013年

3 蒋晓锋;取向化质子交换膜结构及性能的NMR研究[D];中国科学院研究生院（武汉物理与数学研究所）;2013年

4 余英凤;多苯环结构碱性阴离子交换膜的制备研究与性能研究[D];华南理工大学;2013年

5 胡美萍;磺化乙烯基加成型聚降冰片烯及其纳米二氧化硅杂化质子交换膜的制备与性能[D];南昌大学;2013年

6 朱艳玲;光敏性嵌段磺化聚芳醚砜质子交换膜的制备与性能研究[D];中南民族大学;2013年

7 王文峰;磺化聚苯并VA唑质子交换膜的制备及性能[D];东华大学;2014年

【二级参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 李雪峰;郭梅梅;刘佰军;姜振华;;SPEEK/PES嵌段聚合物的制备及性能[J];高等学校化学学报;2011年05期

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 何荣桓;李庆峰;Bjerrum Niels J;;磷酸掺杂的聚苯并咪唑复合膜在高温质子交换膜燃料电池中的应用(英文)[J];应用化学;2006年07期

2 葛善海,衣宝廉,徐洪峰,韩明,邵志刚;质子交换膜燃料电池的研究[J];电化学;1998年03期

3 张书香;蒋圣俊;李辉;赵明强;李杰;;磺化聚醚醚酮膜的制备和性能研究进展[J];济南大学学报(自然科学版);2009年01期

4 黄允千;谢晋;;燃料电池的开发与应用[J];电气技术;2005年03期

5 徐洪峰,衣宝廉,韩明;电极结构对质子交换膜燃料电池性能的影响[J];电源技术;1998年04期

6 王亚琴;张宏伟;;燃料电池用含氟质子交换膜的研究现状[J];材料导报;2005年03期

7 马小杰;方卫民;;质子交换膜燃料电池双极板研究进展[J];电池工业;2006年02期

8 王亚琴;张宏伟;;燃料电池用非氟质子交换膜研究现状[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2006年03期

9 马小杰;方卫民;;质子交换膜燃料电池双极板研究进展[J];材料导报;2006年01期

10 杨贵恒;吕林;贺明智;;PEMFC电源系统的开发与应用[J];电源世界;2004年03期

相关会议论文 前10条

1 谢丽青;孙超;岳宝华;严六明;;有机膦酸和1H-1,2,3-三唑酸-碱复合体系中的质子迁移[A];中国化学会第28届学术年会第13分会场摘要集[C];2012年

2 王哲;倪宏哲;张明耀;张会轩;;具有选择性离子通道含氮杂环磺化聚芳醚类质子交换膜的制备与性能研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年

3 邢巍;;直接醇类燃料电池最新研究进展及展望[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年

4 张娜;张刚;徐丹;那辉;;SPEEK/Nafion交联质子交换膜的制备与性能研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年

5 于如军;曹广益;朱新坚;李中芳;;管状质子交换膜电导率的测定[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集（上集）[C];2005年

6 常志宏;苏静;浦鸿汀;;中温质子交换膜用聚苯并咪唑的化学氧化降解性能研究[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年

7 杨洁;潘牧;李笑晖;袁润章;;磺化SEBS质子交换膜的交联改性[A];第二届中国膜科学与技术报告会论文集[C];2005年

8 刘珊珊;肖立奇;唐浩林;王晓恩;潘牧;;燃料电池用磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备及性能[A];第七届全国氢能学术会议论文集[C];2006年

9 黄绵延;王宇新;;磺化聚醚醚酮／三羧基丁烷麟酸锆复合质子交换膜的制备及表征[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集（上集）[C];2005年

10 庞金辉;张海博;范曙光;任殿福;姜振华;;含甲基苯侧基磺化聚醚醚酮与磷钨酸复合的质子交换膜材料的研究[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年

相关重要报纸文章 前6条

1 于洋　张兆军;直接甲醇燃料电池技术获多项突破[N];科技日报;2011年

2 王江霞;直接甲醇燃料电池技术获多项突破[N];中国石化报;2011年

3 于洋;直接甲醇燃料电池研究取得成果[N];中国化工报;2011年

4 姜虹;燃料电池为绿色奥运提供清洁能源[N];中国化工报;2002年

5 蔡忠仁;小型燃料电池研发获突破[N];中国化工报;2008年

6 本报记者 庞利萍;让新能源汽车跑得更快更远[N];中国化工报;2010年

相关博士学位论文 前10条

1 曾松军;新型聚倍半硅氧烷基酸—碱无水质子交换膜的制备与性能研究[D];湖南大学;2011年

2 王静;用于直接甲醇燃料电池的交联型质子交换膜的制备与膜性能的研究[D];吉林大学;2012年

3 王刚;磺化聚苯并咪（噻）唑的合成及其质子交换膜的性能研究[D];上海交通大学;2012年

4 张杨;用于直接甲醇燃料电池的新型磺化聚芳醚酮质子交换膜材料的制备与性能研究[D];吉林大学;2011年

5 马文佳;新型磷酸掺杂季铵盐聚芳醚酮高温质子交换膜材料的制备与性能研究[D];吉林大学;2013年

6 林海丹;磺化聚芳醚酮类质子交换膜材料的制备及性能研究[D];吉林大学;2011年

7 李龙;基于后磺化的聚芳醚类质子交换膜的制备及性能研究[D];吉林大学;2012年

8 赵渊;应用于质子交换膜的新型磺化嵌段共聚物的研究[D];上海交通大学;2010年

9 张妮;环境友好磺化聚砜质子交换膜的制备与改性研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

10 童菊英;掺杂改性SPEEK质子交换膜及其超强磁场处理研究[D];上海大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 王正帮;纳米纤维增强全氟磺酸质子交换膜的制备技术与复合原理[D];武汉理工大学;2011年

2 王伟;质子交换膜杂质的电化学阻抗检测及其质子化[D];武汉理工大学;2011年

3 叶恭博;多面体硅氧烷接枝氮杂环在高温质子交换膜中的应用[D];武汉理工大学;2011年

4 袁森;新型磺化聚酰亚胺质子交换膜及新型聚苯并咪唑阴离子交换膜的制备和性能研究[D];上海交通大学;2011年

5 易施政;离子液体掺杂磺化聚醚醚酮质子交换膜的制备与研究[D];武汉理工大学;2011年

6 邓海东;多磺化聚芳醚质子交换膜材料的制备及性能研究[D];吉林大学;2011年

7 蔡荷菲;含氟聚芳醚砜的分子设计、合成及其作为质子交换膜的应用[D];东华大学;2013年

8 谭冶;光敏聚芳醚砜高温质子交换膜的制备与性能的研究[D];中南民族大学;2012年

9 杨曦;质子交换膜燃料电池产业化制约因素研究[D];武汉理工大学;2011年

10 孟凡秀;磺酸型燃料电池质子交换膜材料的合成[D];大连理工大学;2006年

，

本文编号：2388582