膜科学与技术杂志2023年第6期
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- 磺化联苯侧基双二氮杂萘酮聚芳醚酮膜的制备
- 以1’,4-二(1,1’-联苯基)-6,6’-双二氮杂萘-1,4’-二酮、4-(4-羟苯基)-2,3-二氮杂萘-1-酮和4,4’-二氟二苯酮进行共聚合，经磺化改性制备了新型磺化联苯侧基双二氮杂萘酮聚醚酮（SPDPEKs）。通过核磁共振波谱、红外光谱对SPDPEKs的结构进行表征。采用溶液浇铸法制备了SPDPEKs质子交换膜，对其离子交换容量（IEC）、溶胀率、质子传导率以及耐氧化性进行了测试。结果表明：SPDPEK质子交换膜的IEC介于0.75~1.77 mmol/g之间，在80 ℃下的吸水率介于11.2%~30.2 %之间，溶胀率低于10 %；SPDPEKs膜在95 ℃的质子传导率介于53.3~146.2 mS/cm，在80 ℃芬顿试剂中的破裂时间在3.4~5.3 h之间，溶解时间则介于12~36 h。SPDPEKs膜表现出良好的尺寸稳定性、质子传导性和耐氧化稳定性。
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- Co4S3修饰蜂窝状多孔碳膜用于锂硫电池
- 以低交换速率的正戊醇作为溶剂，通过相转化法制备了内部结构均一无大孔结构的ZIF-67/CNT/PAN相转化膜，再经硫化、碳化后制备了Co4S3修饰的蜂窝状多孔碳膜（Co4S3@DH-NC）。XRD表征结果证明了Co4S3的成功合成，其负载量高达19.5%（质量分数）。蜂窝状多孔结构可以有效促进电解液以及多硫化物在膜内的均匀分散；Co4S3均匀负载于蜂窝状结构内部，电负性更强的S有利于Co4S3吸附多硫化物；CNT为骨架的高导电网络促进了Co4S3对多硫化物的催化转化。以Co4S3@DH-NC为隔层的锂硫电池在4 C下循环400圈后比容量能保有581.3 mA h/g，库仑效率为100 %左右。Li2S的沉积放电比容量为681.811 mAh/g，相较于DH-NC（43.034 mAh/g）更高，证明了Co4S3@DH-NC吸附催化多硫化物能力的提升。
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- 不同构型的支化型聚芳烃阴离子交换膜的制备
- 通过超酸催化制备了一系列不同构型的支化型聚芳烃阴离子交换膜（AEMs），考察支化单体结构对AEMs性能的影响。结果表明，在相似的IEC (离子交换容量)下，支化结构的AEMs比直链型AEM的离子电导率和耐碱性更优异，柔性支化聚联苯三苯基甲烷螺环阳离子（PBTMPASU）膜的离子电导率优于刚性支化的聚联苯三苯基苯螺环阳离子（PBTBPASU）和聚联苯三蝶烯螺环阳离子（PBTPASU）膜。在80 ℃下，柔性支化PBTMPASU膜的OH−电导率达128.2 mS/cm，在2 mol/LNaOH溶液中进行1080 h的耐碱性测试后，OH−电导率保留了94.1%。此外，基于PBTMPASU膜制备的单电池在1167.0 mA/cm2的电流密度下峰值功率密度高达559.9 mW/cm2。
