膜科学与技术杂志2022年第1期
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- 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26.5%；机械强度提高83.7%；质子传导率分别提高43.8%（160 oC/0% 相对湿度（RH））和29.1%（80 oC/98% RH）；60 oC/98% RH条件下的磷酸流失率降低48.8%。共混膜在提高机械强度和质子传导率的同时有效抑制了磷酸流失。
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- 纳米片修饰铜中空纤维膜的制备及电芬顿降解苯酚性能研究
- 通过湿法纺丝-气氛烧结技术制备了中空纤维金属铜膜，使用电化学氧化法构筑了氧化铜垂直纳米片结构，并研究了其电芬顿降解苯酚的性能。重点探究了纺丝参数(外凝固浴乙醇含量和氮气压力)和烧结温度对铜中空纤维膜结构、孔径、机械强度等的影响。探究了阳极氧化时间和表面活性剂浓度对氧化铜纳米片结构的形貌的影响。在最佳条件下，即阳极氧化时间为60 s，电流密度为15 A·cm-2，电解液中添加少量的0.5 g·L-1 聚乙二醇时，获得了形态明显、致密和规则的氧化铜纳米片结构。在处理苯酚废水(20 ppm)过程中，与未改性的铜膜相比，纳米片结构的构筑使矿化效率从5%增加到60%，电流效率从3%增加到8.6%。
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- 氧化黑磷纳米片/SPEEK复合质子交换膜制备及性能
- 本文以红磷为前驱体，采用机械研磨法制备黑磷粉末，并通过液相剥离制备了氧化黑磷（ OBP）纳米片。进一步，将OBP纳米片与磺化聚醚醚酮（SPEEK）聚合物共混，制备掺杂量为0~2.5 wt.%的SPEEK/OBP复合质子交换膜。通过透射电镜表征了OBP形貌，并通过FTIR和XPS谱图确定OBP表面含有丰富的含氧官能团。这些含氧官能团可促进复合膜吸水，同时，可与SPEEK中磺酸基团形成氢键网络，促进质子传递。与纯SPEEK膜相比，SPEEK/OBP复合膜具有较高的离子交换容量、吸水率、溶胀率和质子传导率。当OBP纳米片添加量为2.0 wt.%时，SPEEK/OBP复合膜性能最优，其质子传导率在30℃时为0.026 S/cm，为纯SPEEK膜的1.71倍。
