有机——无机杂化离子膜的制备及其燃料电池、扩散渗析应用性能研究.pdf

主委钰玩孙觚亍L识支导师:合肥工业大学化工学院崔鹏教授独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标志和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得合肥工业大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签字:肖杈驰字吼叫唧月歹汨学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解合肥工业大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅或借阅。本人授权合肥工业大学可以将学位论文的全部或部分论文内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文者签名:肖却车导师签名:签字日期:≥叫年以j伊扒)日签字日期:沙f,学位论文作者毕业后去向:工作单位:通讯地址:电话:邮编:、扩散渗析应用性能研究摘要有机。无机杂化材料具有独特的特性,特别是在微观层次上结合有机和无机组分各自的优势,有望弥补单一材料的一些难以克服的缺陷,所以近年来得到快速发展。将有机一无机杂化材料用于离子膜,可以赋予膜高的机械、化学和热力学稳定性,同时还能促使膜出现新的协同性能,如改善的电学性能、渗透性和选择性、离子传导性等,从而适应更多的应用范围,如燃料电池、扩散渗析及电渗析、化学传感器、重金属与生物大分子吸附分离以及渗透汽化等很多方面。()、共混等方法,制备了几种有机-无机杂化离子膜,并测试了膜在燃料电池、扩散渗析方面的应用性能,主要的过程和一些重要数据如下:一、利用过氧化氢(H202)氧化巯丙基三甲氧基硅烷(MPTS)得到磺酸基一丙基三甲氧基硅烷(SMPTS),随后在磺化聚醚砜(SEES)溶液中进行原位sol—gel反应。结果表明,合适含量SMPTS制备的杂化膜具有更高的离子交换容量、亲水性、机械性能、化学稳定性及质子电导率,证明SMPTS是一种制备质子电导膜的有效改性剂。当SMPTS含量为5-20%时,-g~,℃,·cm一,在燃料电池方向有潜在的应用价值。二、利用有机高分子聚合物溴化聚(2,***.1,)(BPPO)与丫一***丙基三乙氧基硅烷(A1100)以及二甲***水溶液反应,再与聚合物磺化聚(2,***-l,4-苯醚)(SPPO)共混,,制备酸一碱对杂化膜。该膜具有较高的稳定性(热稳定性及化学稳定性)、离子交换容量以及质子电导率。·g~、水含量为22%、,断裂伸长率为37%,·cm~。三、利用聚(乙烯基苄***-丫.***丙烯酰三甲氧基硅烷)(poly(VBC-CO-丫-MPS))与磺化聚(2,***.1,)(SPPO)共混,。此系列杂化膜具有高的热稳定性,℃;良好的机械性能,,伸长率为11%一50%;高的离子交换容量,·g~。随着共聚物含量的增加,抑制了膜的溶胀率。且测试了膜对NaOH和Na2W04混合溶液的扩散渗析(DD)效果。在25℃时,,显著高于未杂化SPPO膜(分离因子:)。关键词:anic--anichybridion—·exchangeInenlbranesandtlleirapplicationpertormancesIorIuell-_I●^^anic—,binedatthemicrolevel,—exchangemembranes,highmechanical,chemicalandthermodynamicstabilitiesCanbeexpected,aswellasnewsynergicperformances,suchasimprovementsoftheelectricalproperties,permeabilityandselectivity,ionconductivity