【摘 要】
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为开发高扩散渗析性能的阴离子交换膜,本论文通过合理的分子设计来改性聚（联苯哌啶）,使改性膜具有更优异的尺寸稳定性,酸通量以及离子选择性。1.通过联苯,N-甲基-4-哌啶酮,α,α,α-三氟丙酮进行共聚,制备了三种不同哌啶含量的聚合物PBPip XAc。随后经Menshutkin反应将长侧链季铵化试剂6-Br-MPD接枝到聚合物中,从而得到了一种侧链局部高密度形式的聚芳基哌啶阴离子交换膜QPBPip
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为开发高扩散渗析性能的阴离子交换膜,本论文通过合理的分子设计来改性聚（联苯哌啶）,使改性膜具有更优异的尺寸稳定性,酸通量以及离子选择性。1.通过联苯,N-甲基-4-哌啶酮,α,α,α-三氟丙酮进行共聚,制备了三种不同哌啶含量的聚合物PBPip XAc。随后经Menshutkin反应将长侧链季铵化试剂6-Br-MPD接枝到聚合物中,从而得到了一种侧链局部高密度形式的聚芳基哌啶阴离子交换膜QPBPip XAc。由于聚合物中双哌啶阳离子串的含量不同,所制备的AEM具有不同的微观形貌、离子传导率以及DD性能等。测试结果表明,随着离子基团浓度的增加,膜的吸水溶胀变大,酸通量升高,离子选择性降低。因此,通过调控膜内局部离子基团浓度可以有效调节AEM的DD性能。2.通过联苯与N-甲基-4-哌啶酮的超酸催化聚合,得到了聚（联苯哌啶）聚合物PBP,随后使用季铵化试剂6-溴-1-己烯与聚合物中的哌啶基团进行Menshutkin反应,从而得到侧链末端为不饱和烯烃的季铵化聚合物QPBP。为解决QPBP在室温下的吸水溶胀较大和尺寸稳定性差的问题,进一步使用不同硫醇结构的交联剂与烯烃进行“Click”反应,从而得到交联型聚芳基哌啶阴离子交换膜QPBP-HT/OT-X%。结果表明,交联网络限制了AEM的溶胀,使尺寸稳定性得到改善,并提高了质子与金属离子之间的选择性。同时,相较于疏水型的QPBP-HT-X%AEMs,含有亲水型EO基团的QPBP-OT-X%AEMs展示了更高的酸通量。由此可知,通过在交联的过程中引入亲水型的EO基团,可以有效避免交联网络引起酸通量降低的问题,并适当地提高AEM的综合性能。
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