膜科学与技术杂志2022年第6期
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- 咪唑鎓功能化长侧链聚苯醚阴离子膜的制备与性能研究
- 以聚苯醚（PPO）为基材，与4-氟苯甲酰氯进行酰基化反应，接入4-氟苯甲酮侧链，而后与2-(4-羟苯基)乙醇进行缩合反应，再对醇羟基进行溴代，最后接入1,2-二甲基咪唑，得到了离子交换容量（IEC）为1.13-1.63 mmol g−1的咪唑鎓功能化长侧链PPO膜。膜的溶胀度和吸水率均随着IEC的增大而增大，而温度对其影响较小，仅IEC为1.63 mmol g−1的膜在80℃时变化相对明显。QPPO-PEImOH膜的离子传导率随着IEC的增加而增大，80℃时最高可以达到62 mS cm−1。QPPO-PEImOH膜具有良好的碱稳定性，在60℃碱稳定性测试168 h后，其IEC保留率为93%。将QPPO-PEImOH膜用于电解水制氢，在1 M KOH、温度为50 oC和电压为2.0 V时电流密度达到698 mA/cm2。
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- 胺类化合物对聚氯乙烯膜的亲水化改性研究
- 便捷高效的亲水化是提高超滤膜性能的关键。本文将多羟基胺类单体（葡甲胺、三异丙醇胺和2,2-双(羟甲基)-2,2',2''-次氮基三乙醇）作为接枝分子引入PVC铸膜液中，在溶解过程实现了PVC链的亲水化。重点研究了单体的分子结构对PVC膜亲水性、机械强度和纯水通量等性能的影响。结果表明，PVC膜的亲水性明显提高，孔径适度减小，并且在不影响膜的机械强度的前提下使膜的纯水通量提升了近3.3倍，BSA截留率提升了26%。
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- 蒸汽相转换法制备ZIF-8膜及其气体分离性能探究
- 金属有机骨架ZIF-8由于具有合适的孔道尺寸、优良的化学稳定性和热稳定性，使得其在气体分离方面有潜在的应用价值。针对工业大孔载体成膜困难、不致密、通量低的问题，本文采用限制性内扩散法在大孔载体内部制备致密的ZIF-8膜，并对其合成机理进行探究，同时探究内扩散时间、晶化温度、溶剂的量等因素对膜分离性能的影响，采用X射线衍射、扫描电子显微镜等技术对膜的形貌和结构进行表征。研究结果表明，当以甲醇作为溶剂，使用氧化锌凝胶，内扩散时间为10 s，在170 ℃晶化时间为10 h时，成功在管状大孔载体孔内制备致密的膜。单组分气体渗透实验结果表明，在25 ℃和0.1 MPa条件下，H2的渗透速率为5.53×10-7 mol/（m2·s·Pa），H2/CO2、H2/N2和H2/CH4的理想选择性分别为13.20、12.96和12.89。
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- 哌啶交联型聚亚芳基阴离子交换膜的制备
- 通过聚羟烷基化反应和Menshutkin反应合成了一系列哌啶/传统季铵交联的无醚含氟聚联苯哌啶阴离子膜。在交联和氟化共同作用下，QBPBP/TFAP-X及QAPBP/TFAP-30%膜的溶胀率(4.3%和8.3%, 80 °C)均较低。微相分离最明显的QBPBP/TFAP-45%(1.52 meq g−1)在80 °C下电导率为124.0 mS cm−1。哌啶交联的QBPBP/TFAP-X系列膜耐碱性更出色，其中QBPBP/TFAP-45%在80 °C的2 M NaOH溶液中处理1000 h后，电导保留率为94.07%，表明哌啶阳离子的耐碱性优于季铵盐。在521.3 mA cm−2的电流密度下，QBPBP/TFAP-45%膜组装的单电池最大功率密度为266.8 mW cm−2。
