磺化聚醚砜／聚醚砜共混超滤膜的制备及性能表征

采用亲电取代反应成功合成磺化聚醚砜(SPES),利用聚醚砜(PES)与其共混制备 SPES/PES 平板超滤膜,并对其进行性能表征.实验表明:当 SPES 质量分数为40%时水通量达到最大值409.8 L/(cm·h),牛血清蛋白(BSA)截留率达到99.8%,BSA吸附量减少了近50%.与单纯的PES膜相比,由于强亲水性基团磺酸基团(-SO3H)的成功引入,使共混膜的水接触角减小,含水率提高,其亲水性得到了显著改善.     

磺化聚醚砜共混质子交换膜的性能研究

将高离子交换容量(IEC)的磺化聚醚砜(IEC=1.83 meq/g)与低IEC的磺化聚醚砜(IEC=1.17 meq/g和IEC=0.92 meq/g)以不同比例共混成膜.用原子力显微镜(AFM)和差示扫描量热仪(DSC)分析表征了共混膜基质之间的相容性.对膜的吸水率、电导率、甲醇渗透率、力学性能和抗氧化性能进行了测试.结果表明,不同IEC的磺化聚醚砜具有良好的相容性,低IEC磺化聚醚砜的加入有效地改善了共混膜的溶胀性和甲醇渗透性能,并维持了较高的电导率,同时膜的力学性能和抗氧化性能也得到了提高.当IEC为1.83 meq/g和IEC为1.17 meq/g的磺化聚醚砜以质量分数55和46共混时,共混膜各方面的性能达到了较好的平衡.     

磺化聚醚砜溶度参数的确定

采用基团贡献法对磺化聚醚砜的溶度参数分量进行了计算,得出不同磺化度条件下,磺化聚醚砜溶度参数分量的一般表达式,根据该表达式计算的结果能很好的解释实验值,并对实验中溶剂的选择具有重要的指导意义,结果表明：磺化聚醚砜随着磺化度的提高,其溶度以 分量δd变化不明显,δp分量级慢增加而δh明显提高,磺化产物的溶解区域向高δh方向移动。同时计算了砜基和三取代苯基的基团贡献值Fdi,Fpi和Ehi。     

采用气体SO_3对聚醚砜进行磺化改性的研究

结构单元为 ( O— —SO2 — )的聚醚砜 (PES)由于砜基 (—SO2 — )的强吸电效应 ,对它进行磺化改性有相当大的难度。通过选择不同的溶剂 ,采用国内廉价易得的硫酸厂的SO2 转化气SO3(体积含量为7%～ 10 % )作为磺化剂 ,成功定量地对聚醚砜进行了磺化。研究结果表明 :卤代烃是PES进行磺化的理想溶剂 ;采用直接通入气体SO3 到PES溶液中和先将气体SO3 与卤代烃复合后再加入到PES溶液中这两种方法都能对聚醚砜进行磺化 ,但是后者的操作比前者简单且易于控制 ;磺化剂用量、磺化温度、磺化时间和搅拌速度等因素都影响着产物的磺化度 ;气体SO3 与卤代烃复合的速率与复合温度的选择最为相关 ;体系微量水的去除有利于磺化反应的进行 ;采用所述磺化方法能对聚醚砜进行定量磺化。     

采用气体SO3对聚醚砜进行磺化改性的研究

结构单元为（[-O-苯－SO2－苯－]n)的聚醚砜（PES）由于砜基（－SO2－）的强吸电效应,对它进行磺化改性有相当大的难度。通过选择不同的溶剂,采用国内廉价易得的硫酸厂的SO2转化气SO3（体积含量为7％－10％）作为磺化剂,成功定量地对聚醚砜进行了磺化。研究结果表明：卤代烃是PES进行碘化的理想溶剂;采用直接通入气体SO3到PES溶液中的先将气体SO3与卤代烃复合后再加入到PES溶液中这两种方法都能对聚醚砜进行磺化,但是后者的操作比前者简单且易于控制;磺化剂用量、磺化温度、磺化时间和搅拌速度等因素都影响着产物的磺化度;气体SO3与卤代烃复合的速率与复合温度的选择最为相关;体系微量水的去除有利于磺化反应的进行;采用所述磺化方法能对聚醚砜进行定量磺化。     

取向对磺化聚醚砜微相结构及性能影响研究

以氯磺酸为磺化剂,浓硫酸为溶剂,合成磺化聚醚砜膜(SPES),通过对磺化聚醚砜膜取向,改变膜亲水区和疏水区微相结构的空间形状和排布方式.应用扫描电子显微镜和X射线衍射仪研究了SPES表面结构和微相结构的变化,采用衰减全反射原位红外光谱研究了SPES膜吸附水分子的动态过程和氢键变化,探讨SPES膜中水分子层结构的变化规律,采用交流阻抗法研究了取向对SPES电学性能的影响.结果表明,经取向后SPES膜聚合物分子链和亲水区空间形状和排布方式发生了一定程度的变化,膜内多层水分子结构更容易形成并相互连接,有利于亲水区离子传递通道的形成和延长,改善质子传导过程,提高电导率.     

水和甲醇在磺化聚醚砜膜中的吸附扩散研究

应用时间分辨的衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术,分别跟踪水与甲醇在磺化聚醚砜(SPES)质子交换膜中的吸附扩散行为,研究水、甲醇与SPES的相互作用及变化.结果表明,水和甲醇在扩散过程中与磺化聚醚砜膜形成3种不同状态的羟基,一种与磺酸基团-SO3H形成氢键,另两种是水分子之间形成的较弱氢键、较强氢键形式.与水浸泡的SPES膜相比,气相扩散过程中水分子之间更多地形成了较弱氢键,-OH伸缩振动吸收峰红移65 cm-1,同时-OH弯曲振动吸收峰蓝移.甲醇在SPES膜扩散中,表现出类似性质,但-OH伸缩振动吸收峰红移较弱,约为12cm-1.这种具有较弱氢键的水分子更容易与质子形成水合质子,有助于质子在SPES膜中的跃迁与传递.     

改性聚醚砜耐温超滤膜在大豆分离蛋白提取液浓缩中的应用

表征了改性聚醚砜耐温超滤膜及其组件的耐温性,并将此用于大豆分离蛋白提取液浓缩,考察了改性聚醚砜膜及装置对大豆提取液的超滤性能,并研究了膜清洗后其性能的可恢复性.结果表明,改性聚醚砜中空纤维超滤膜及其组件耐温性能较好,能在较高温度下长期运行使用.改性聚醚砜中空纤维超滤膜用于大豆蛋白提取液的浓缩其通量大、抗污染性能较好、膜的性能较易清洗恢复.经超滤浓缩后提取液的固形物浓度达到15.2%,可以直接用于喷粉.     

改性PVDF催化膜的制备及其表征

本文通过对PVDF膜进行接枝、磺化和离子交换负载铁,制备了PVDF催化膜,对其制备条件进行优化,对水通量、截留率、亲水性等性能进行了表征.实验结果表明PVDF膜的接枝率随着KOH浓度和碱处理时间的增加,PVDF膜的接枝率先增加后减小;而随着反应温度以及四丁基溴化铵(TB-AB)增加,PVDF膜的接枝率增大;膜的磺化度随...     

膜处理印钞废水的应用研究

聚醚砜膜处理印钞废水.聚醚砜膜在常温条件下,孔径0.2μm、操作压力0.3MPa,浓缩比1∶8.57.COD去除率80%以上,最高的膜通量为139.8 L/m^2.h.对膜污染进行了研究.为实现印钞工艺清洁生产奠定基础.     

废旧聚苯乙烯泡沫的化学改性

本文以废旧聚苯乙烯泡沫为原料,经磺化反应制备了完全溶于水的聚苯乙烯磺酸,确定了最佳工艺条件为浓硫酸:丙酸酐=1:1;反应温度:323K;反应时间:2h;产品磺化度88．4％。     

壬基酚磺酸合成工艺研究

研究了以浓硫酸为磺化剂的壬基酚磺酸的合成方法,采用正交实验法确定了最佳合成工艺条件,并对影响合成反应的主要因素进行了探讨．     

SPES/PVDF Binary Membrane as an Alternative Proton Exchange Membrane in Vanadium Redox Flow Battery Application

SPES/PVDF blends were employed to prepare the ion exchange membranes for vanadium redox flow battery(VRB) application for the first time. The addition of the highly crystalline and hydrophobic PVDF effectively limited the swelling behavior of SPES. The vanadium ion permeability of SPES/PVDF membranes was one order of magnitude lower than that of Nafion 117 membrane and pristine SPES membrane. Single cells with SPES/PVDF composite membranes showed significantly lower capacity loss, higher coulombic efficiency and higher energy efficiency than that with Nafion117 and pristine SPES membranes. The blend membrane with 40 wt% of PVDF(denoted as S_(0.6) P_(0.4)) showed energy efficiency of 83.2% at 30 mA?cm~(-2), which was superior to that of the Nafion117 and SPES membranes. In the self-discharge test, S_(0.6) P_(0.4) membrane showed twice longer duration in open circuit decay than that with Nafion 117 membrane. With all the good properties and low cost, the SPES/PVDF membranes are expected to have excellent commercial prospects as ion exchange membranes for VRB system.     

壬基酚聚氧乙烯(10)醚衣康酸单酯磺酸二钠盐的合成

以壬基酚聚氧乙烯醚(OP-10)、衣康酸(IA)和亚硫酸钠为原料,通过酯化反应和磺化反应成功合成了壬基酚聚氧乙烯醚衣康酸单酯磺酸二钠盐。考察了反应温度、反应时间和物料物质的量比对反应体系的影响,得到的最佳工艺条件为:OP-10与IA的物质的量比为1∶1.05,酯化温度120℃,酯化时间4 h;酯化产物与亚硫酸钠物质的量比为1∶1.05,磺化温度90℃,磺化时间4 h。并通过红外光谱(IR)对产品结构进行对比分析,确定产物结构。     

磺化沥青的研制

阐述了新型泥浆处理剂磺化沥青的制备方法。通过实验确定了沥青磺化的最佳条件和沥青磺化物的定性、定量方法在本研制领域中首次提出了表观磺化度的概念和引发剂对表观磺化度的影响。     

琥珀酸二辛酯磺酸钠的合成及表征

常压下合成了琥珀酸二异辛酯磺酸钠、琥珀酸二仲辛酯磺酸钠、琥珀酸二正辛酯磺酸钠 3种化合物。研究了催化剂种类 (浓H2 SO4、浓H3PO4、十二烷基苯磺酸 )及辛醇分子结构对酯化反应的影响及催化剂 (AOT)用量、乙醇用量、酯的结构对酯磺化反应的影响。结果表明 ,浓H2 SO4作催化剂时 ,反应速率快 ,最终转化率 1 0 0 %;相同条件下 ,正辛酯、异辛酯反应速率快于仲辛酯 ;催化剂ATO用量增加 ,磺化反应速率逐渐加快 ;乙醇用量增加 ,磺化反应速率逐渐加快 ,当加入量大于 2 0 %(质量分数 )时反应速率提高不明显。同时利用红外光谱对产物进行了分析     

十六烷基二苯醚双磺酸钠的合成

以α-十六烯、二苯醚在催化剂的作用下合成十六烷基二苯醚,再采用氨基磺酸作为磺化剂,尿素为助溶剂成功合成了十六烷基二苯醚双磺酸钠,对合成过程中烷基化与磺化反应的工艺条件进行了优化。烷基化的最佳反应条件为：n（α-十六烯）：n（二苯醚）=1：1,反应温度为80℃,反应时间为6h,烷基化的产率可达85.42%。磺化的最佳反应条件为：n（烷基二苯醚）：n（氨基磺酸）=1：4,反应温度为95℃,反应时间为2h,磺酸基数目为1.84。     

磺化沥青磺基含量的测定及磺化度的计算

本文研究了应用离子交换树脂纯化磺化沥青产品,再经电导分析测定磺基含量的一个简单方法,并用标准样品确定了方法的准确度。讨论了离子交换树脂的交换容量和溶剂对分析结果的影响以及磺化度的计算方法。实测了制备的沥青磺酸盐产品,得到了满意的准确度和精密度。该法具有快速,操作简便,样品用量少,分析结果可靠的特点。