聚砜类膜材料的及应用.ppt
报告人：马苗导师：俞三传,磺化,聚砜类膜材料的 及应用,content,3.应用,1.1 热学性能1.2 分离性能1.3 电解质性能,2.磺化 方法,2.1 前磺化2.2 后磺化2.3 磺化度(DS)的控制,3.1 膜的类型3.2 膜的应用,1.聚砜类膜材料磺化的意义,聚砜类（PSU）,优良工程塑料,PSF,PASF,PES,磺化,总体性能提高,磺化聚砜（SPSU）,替代,PAES,Perfluorinated polymer,CA、PA、PI、PBI,1.1 热学性能:,Referrence：6,Referrence：8、17,1.2 分离性能:,(1)亲水性：,(2)电荷作用：荷电物的选择性吸附与分离,1.3 电解质性能：,Referrence：5,IEC,IEC,2.聚砜类膜材料磺化方法,Referrence：10、13,2.1 前磺化(direct polymerization),Yield(%)90%,B：,A：,2.2 后磺化(post sulfonation),Referrence：12,(1)硫复合物:,A:H2SO4-ClSO3H,特点:活性高,负反应多,磺化体系:,B:(CH3)3SiCl-ClSO3H,Referrence：3,特点：温和,均匀,不易降解,耗时长,C:TEP-SO3,Referrence：2,特点:温和,负反应少,高效,微毒,(2)lithiation(Li):产物稳定,负反应少,过程复杂,Referrence：7,sidechain sulfonation,mainchain sulfonation,BuLi,PAES,2.3 磺化度(DS)的控制,Referrence：11、9,(1)反应过程控制,vary the ratio of reagent and reaction t or T,Referrence：1,(2)分子结构设计,B:changer the electronic effect（针对后磺化）,A:substitutes occupantion（针对后磺化）,可磺化,不可磺化,C:vary the molar ratio of monomers（针对前磺化）,Referrence：1、19,3.聚砜类磺化膜的应用,3.1 膜的类型,(1):不对称膜 A:SPSF/TiO2 B:SPSF/PI,Referrence：14、5、18,(2):复合膜 A:SPSF-Ceramic B:中空纤维复合,交联方法:包括共价与离子交联 A:epoxy,Referrence：20、7,B:alkyl diiodide,C:CS交联复合,3.2 膜的应用,(1)离子交换膜,Referrence：15,polymer electrolyte fuel cells（DMFC/PEMFC）,lifetime:upto 50000 h.,DMFC：2CH4O+3O2=2CO2+4H2O,PEMFC：H2+O2=2H2O,Bonito(鲣)提取物,Referrence：5,A:分离生物材料,purpose:concentration clarication fractionation mechanism:sieve charge force,(2)半透膜（UF、NF、RO）,SPSF-Ceramic UF膜,B:除盐,C:分离有机污染物：,M=404的芳香族氨基磺酸的分离,?,Referrence：16、19,Epoxy crosslinked SPSF RO膜,JwPA膜,SPES NF膜,小结,聚砜类膜材料在磺化后耐热性能、分离性能、电解质性能得到了显著改善，可应用于半透膜及燃料电池，成为一些商品化膜（如Nafion）的优良替代品。2.前磺化可避免负反应、有效控制DS，但磺化单体不易制备、聚合时不易成均相；后磺化聚合物基体来源广、磺化试剂种类多，但负反应多、DS不易控制。因此可根据实际而选择磺化方法，以适应不同的应用要求。3.交联可提高膜强度以解决磺化膜的溶胀问题，因此，有必要对磺化聚砜膜进行交联。,参考文献：,1 Awni Al-Omran et al.POLYMER.37(1996)1735-1743.2 Shih-Hsiung Chen et al.European Polymer Journal 45(2009)12931301.3 Yutaka Matsumoto et al.Journal of Membrane Science 158(1999)55-62.4 Yilser Devrim et al.International Journal of Hydrogen Energy 34(2009)34673475.5 Se Joon Im et al.Korean J.Chem.Eng.25(4)(2008)732-737.6 F.Lufrano et al.Journal of Power Sources 179(2008)3441.7 Gerhard Maier et al.Adv Polym Sci 216(2008)162.8 Yi Li et al.Journal of Membrane Science 309(2008)4555.9 Deping Lu et al.Polymer Bulletin 5(2005)2128.10 Yutaka Matsumoto et al.Journal of Membrane Science 157(1999)139-144.11 Shih-Hsiung Chen.Journal of Membrane Science 183(2001)2936.12 WANG Haitao et al.Chinese Journal of Chemical Engineering,17(2)(2009)324-329.13 N.N.Krishnan et al.Journal of Power Sources 158(2006)12461250.14 By Amelia LINARES et al.Polymer Journal,41(2009)407415.15 Y.-Z.Fu et al.Journal of Power Sources 157(2006)222225.16HE Yi et al.Membrane Science and Technology 25(2005)48-52.17 Rong Guan et al.European Polymer Journal 41(2005)15541560.18 Sheng-Li Chen et al.Journal of Power Sources 152(2005)2733.19 Mou Paul et al.Polymer 49(2008)2243-2252.20 B.Smitha International Journal of Hydrogen Energy 33(2008)41384146.,Thank You!,
