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1、报告人：马苗导师：俞三传聚砜类膜材料的 及应用content3. 应用1.1 热学性能1.2 分离性能1.3 电解质性能1. 磺化的意义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PSFPASFPES磺化SO3H总体性能提高磺化聚砜（SPSU ）替代PAESPerfluorinated polymerCA、PA、PI、PBI1.1 热学性能:Referrence：6Referrence：8、 171.2 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Jw1.3 电
2、解质性能 ：Referrence：5IECIEC2. 聚砜类膜材料磺化方法Referrence：10、132.1 前磺化(direct polymerization)Yield (% )90%B：A：S03HS03H2.2 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-ClSO3HReferrence：3特点：温和, 均匀,不易降解,耗时长C: TEP-SO3Referrence：2特点: 温和,负反应少,高效,微毒(2) lithiation(Li): 产物稳
3、定,负反应少,过程复杂Referrence：7sidechain sulfonationmainchain sulfonationBuLiPAES2.3 磺化度(DS)的控制Referrence：11、9(1) 反应过程控制增 大增 大vary the ratio of reagent and reaction t or TReferrence：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）Rabcd=CH3/H可磺化不可磺化C: vary the molar ratio
4、of monomers（针对前磺化）Referrence：1、193. 聚砜类磺化膜的应用3.1 膜的类型(1): 不对称膜A: SPSF/TiO2B: SPSF/PIReferrence：14、5、18(2): 复合膜A: SPSF-CeramicB: 中空纤维复合交联方法: 包括共价与离子交联A: epoxyReferrence：20、7B: alkyl diiodideC: CS交联复合 3.2 膜的应用 (1) 离子交换膜Referrence：15polymer electrolyte fuel cells（DMFC/PEMFC）NafionSPSFlifetime: upto 500
5、00 h. DMFC：2CH4O+3O2=2CO2+4H2O PEMFC：H2+O2=2H2O 阳 极阴 极SPSU膜 e-H2H+O2H2OBonito(鲣)提取物Referrence：5A: 分离生物材料 purpose:concentration clarification fractionation mechanism:sieve charge force(2) 半透膜（UF、NF、RO） 等电点:3.2磷酸盐总通量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、19Epoxy crosslinked SPS
6、F RO膜JwPA膜SPES NF膜小结1. 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
7、-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
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