磺化条件对SPEEK膜性能的影响.pdf

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1、第23卷第6期化学研究与应用Vo1．23，No．62011年6月ChemicalResearchandApplicationJun．，2011文章编号：1004-1656(2011)06-0689-07磺化条件对SPEEK膜性能的影响鲁惠，姜春萍2，杨鑫2，顾佳林2，胥诚成2，陈金伟n，刘效疆，王瑞林(1．四川大学化学学院，l~Jll成都610064)(2．四川大学材料科学与工程学院，四川成都610065)(3。中国工程物理研究院电子工程研究所，四川绵阳621900)摘要：本文采用浓硫酸作为磺化剂，以聚醚醚酮(PEEK)为原料研究了在25~C、35~C、40℃、

2、45~C、50℃和55℃以及2至24h磺化时间下所获得的SPEEK膜的物理化学性质，探讨了磺化温度、磺化时间对SPEEK膜的各项性能的影响。SPEEK膜的磺化度、离子交换容、含水率、导电率和钒离子渗透率等均随磺化温度和磺化时间的增加而呈现相同的增加趋势，而温度对膜性能的影响尤为明显。磺化温度在加℃～45℃，磺化时间在4h～6h所获得的膜综合性能最好：质子导电率达0．11S／cm，钒离子渗透率为3．2×10cm／rain，仅为Nation膜(2．9x10cm2／rain)的十分之一，选择性为2．13，是Nation膜(O．35)的6倍。此外，膜的含水率和机械性能也

3、适中。与常温相比，升高磺化温度，缩短了磺化反应时间，降低生产成本，提高生产效率，且所获得膜的综合性也能满足钒液流电池的应用。关键词：SPEEK的导电率；磺化温度；磺化时间；钒离子渗透率；选择性中图分类号：0631文献标识码：AEfectofsulfonationconditionsontheperformanceofSPEEKmembraneLUHui，JIANGChun．ping2，YANGXin，GUJia—lin，XUCheng—cheng，CHENJin．wei’，LIUXiao-jiang，WANGRui—lin(1．CollegeofChemist~

4、，SichuanUniversity，Chengdu610064，China；2．ColegeofMaterialsScienceandEngineering，SichuanUniversity，Chengdu610065，China；(3．InstituteofElectronicsEngineering，ChinaAcademyofEngineeringPhysics，Mianyang621900，China)Abstract：SPEEKmembraneswerepreparedbyusingsulfonationofpoly(etheretherketon

5、e)(PEEK)intheconcentratedH2SO4underdiferentsulfonationtimeandvarioustemperaturesfrom25℃to55℃．Theinfluenceofsulfonafionsulfonationtimeandtem-peraturewascarefullystudied．Theionexchangecapacity(IEC)，degreeofsolfonation(DS)，protonconductivity，andvanadium(1V)ionpermeabilityofSPEEKmembrane

6、swereincreasedaSthesulfonationtimeandsulfonationtemperaturewereincreased．ThelatterisfoundtobemoreremarkableonthepropertiesofSPEEK．TheexperimentalresultsshowedthatthebestsynthesisconditionsforSPEEKwerethesulfonationtemperaturebewteen40~Cand45℃withthesulfonationtimeinarangeof4to6hours．

7、UponaboveconditionthesynthesizedSPPEKmembraneshadtheprotonconductivityof0．11S／em，Vanadium(IV)ionpermeabilityof3．2x10收稿日期：2011-01-02；修回日期：-2011-03-16基金项目：科技部863项目(2006AA05Z102)资助；教育部科技创新工程重大项目培育资金项目(707050)资助；高等学校博士学科点专项科研基金项目(20060610023)资助：成都市科技局攻关计划(10GGYB38OGx23，10GGYB828GX-023)资助

8、联系人简介：王瑞林(19