膜科学与技术杂志2025年第3期
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- 两性SPEEK复合膜的制备及其质子交换膜电解水制氢性能研究
- 将带氨基的分子侧链接枝到磺化聚醚醚酮（SPEEK）上，制备出分子链上同时含有磺酸基团和胺化基团的两性SPEEK聚合物（SNPEEK），并通过调控SPEEK及SNPEEK的比例，制备出系列两性SPEEK复合膜（AMPEEK）。测试AMPEEK膜的质子电导率、吸水率、溶胀率及机械性能等性能。结果表明,当SNPEEK在溶质中的质量分数为30%时，AMPEEK-30膜的综合性能最好，将其组装成膜电极用于质子交换膜电解水制氢（PEMWE）中，在2 V电压下可达1.15 A/cm2的高电流密度，是SPEEK原膜的2.3倍，是Nafion115膜的3.3倍，PEMWE性能得到大幅度提升。
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- MOF808-(NH2)改性聚酰胺纳滤膜的制备及其性能研究
- 金属有机框架材料（MOFs）因其规整孔道结构、聚合物相容性和高比表面积等特性，在纳滤膜功能化改性领域展现出显著优势，但其应用仍受限于纳米分散稳定性及绿色制备等关键挑战。本研究选取具有优异水稳定性的MOF-808作为改性纳米材料，采用两步法绿色合成工艺制备了粒径约60 nm、比表面积达1 702 m2/g的MOF-808粒子，并通过氨基修饰获得MOF-808(NH2)。基于预沉积辅助界面聚合，成功构建了MOF-808(NH2)改性聚酰胺纳米复合膜。结果表明：MOF-808(NH2)负载量增加促使膜表面形貌从结节结构向颗粒聚集态转变，粗糙度提升，亲水性增强。优化后的NF-2膜[MOF808(NH2)负载量3.18 μg/cm2]表现出优异渗透选择性，水通量达177.15 L/(m2·h·MPa)，同时对Na2SO4和NaCl的截留率分别达到95.06%和19.24%。在100 h连续运行测试中，NF-2膜表现出优异的长期稳定性。本研究发展的功能化MOFs定向修饰策略，为高性能TFN膜的理性设计与制备提供了新的调控路径。
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- 季铵化聚醚醚酮膜的构筑及其在电催化CO2还原中的应用
- 以自主合成的聚醚醚酮（PEEK）为骨架，通过取代反应获得含苄基溴甲基的聚醚醚酮（PEEKBr）聚合物。将PEEKBr与不同种类季铵化试剂反应，制备了一系列季铵化聚醚醚酮（QAPEEK）膜。详细研究了QAPEEK膜的化学结构、微观形貌、理化性能及电催化CO2还原性能。结果显示：以1-甲基哌啶为季铵化试剂制备的QAPEEK-pip膜具有最佳的OH-传导率（15.62 mS/cm）和选择性（56.2%）。使用QAPEEK-pip膜的H型电解池在-1.7 V下的CO法拉第效率和CO分电流密度分别可达98.09%和-11.56 mA/cm2。使用QAPEEK-pip膜的MEA反应器在-60 mA/cm2下的CO法拉第效率为92.5%。更重要的是，QAPEEK-pip膜可在H型电解池和MEA反应器中连续运行24 h保持性能稳定。
