聚砜基阴离子交换膜响应面法优化设计及制备

作     者：杜鹃 王建友 刘颖 DU Juan WANG Jianyou LIU Ying

作者机构：南开大学环境科学与工程学院天津300350 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2017年第68卷第4期

页      面：1667-1675页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 0817[工学-化学工程与技术] 08[工学] 081701[工学-化学工程] 0703[理学-化学] 

基　　金：天津市863成果转化项目(14RCHZSF00146) 天津市科技支撑计划重点项目(15ZCZDSF00020)~~ 

主　　题：聚砜 氯甲基化 响应面法 优化 季铵化 合成 膜 

摘      要：选择低毒、无致癌毒性的材料,创新性地使用冰浴手段,在相对温和的反应条件下制备出氯甲基化聚砜(CMPSF),并采用响应面法优化了CMPSF的制备条件。结果表明,当冰浴温度3.3℃、三甲基氯硅烷用量15.63ml、反应温度35℃、溶剂量500 ml、搅拌速度200 r·min^(-1)、催化剂用量1.52 ml、反应时间40 h时,CMPSF的氯甲基化程度可达最大值1.443 mmol·g^(-1)。进一步将优化后的CMPSF原料季铵化,最终制得聚砜阴离子交换膜(PSFAEM)。利用FT-IR、~1H NMR和XPS对各产物的化学结构进行了表征,并测定了阴离子交换膜的主要性能,结果表明所制阴膜的离子交换容量为1.2 mmol·g^(-1)、面电阻为1.05?·cm^2、含水量为0.42 g·g^(-1)、溶胀率为25.47%,由热重分析结果可知季铵基团脱落温度为140℃,所制阴膜的性能满足实际应用中对阴离子交换膜的要求。