两亲嵌段离子聚合物合成及其对共混多孔膜的吸附与渗透性调控

批准号:
20974094
项目类别:
面上项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
朱宝库
依托单位:
学科分类:
B0511.特种功能材料化学
结题年份:
2012
批准年份:
2009
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘卫东、张梅、李浩、石俊黎、方立峰、庞东旭、吴月利、欧阳星星、钱艳玲
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中文摘要
围绕分离子型物质的高分子膜中关键科学问题,提出采用两亲嵌段离子共聚物共混调控分子膜结构与性能的研究。通过研究,分别设计、出一系列线性(ABA)、多臂等结构、含有磺酸、羧基及季胺基团的两亲型嵌段离子共聚物,建立相应的RAFT、ATRP合成方法;采用相转化法将共聚物与PES、PVDF、PVC等共混制备成多孔膜实现膜表面化学结构、荷电与离子渗透性质调控;研究盐类、离子型表面活性剂及蛋白质等物质在共混膜上吸附/脱吸的规律与控制方法,阐明膜中离子类型和膜结构与离子渗透性的关系规律;初步建立分新型高分子膜(超滤膜、纳滤膜及反渗透膜)设计、制备与结构控制的基本方法,通过模拟研究膜结构与性质演化的规律。有关内容与结果,不仅是高分子合成化学、高分子表面化学的重要组成部分,也对高性能高分子分离膜的低成本化制备技术具有重要的指导意义。
英文摘要
围绕课题任务,开展的主要研究和取得的主要成果有:(1)采用ATRP和RAFT路线成功合成了以系列分子量在104级的弱阴离子型的MMA-MAA的无规与嵌段共聚物,经溶液相转化路线制备了这些两亲共聚物与PVDF、PVC共混多孔膜,发现嵌段共聚物中MAA链在膜表面的稳定富集实现了膜的长久亲水和抗污染改性;共混膜的COOH基团具有显著的金属离子吸附性质,随着环境介质PH增加,金属离子的吸附量提高,同时,也首次发现该系列嵌段共聚物物共混膜通量的pH敏感特征,高PH值下由于表面悬链的伸展导致的缩孔效应使水的渗透通量降低,而无规嵌段共聚物共混体系没有此特性,原因是其中COOH不能形成悬链结构。这些发现,对具有共混性选择吸附超滤膜的认识和研制具有重要指导意义。(2)采用ATRP路线聚合、季氨化两步法成功合成一系列具有弱阴离子(叔胺)的嵌段/多臂共聚物P(MMA-b-DEMAMA)和强阴离子(季铵盐)嵌段/多臂共聚物(PMMA-b-DMC)。通过溶液相转化法制备的PVDF共混膜研究发现,嵌段与多臂结构更有利共聚物在膜中保留和表面富集比高,表现出更好的表面改性作用,叔胺赋予了微孔膜对二价重金属离子的吸附性选择性,季铵盐对阴离子小分子和重金属盐具有极好的吸附性,同时表现出对阳离子基团良好的截留性,有关研究对荷正电纳滤膜的研制具有重要指导意义。(3)研究了一系列两亲共聚物共混PE、PVDF多孔膜的制备、结构锂离子电导行为,发现将含有PEG嵌段的共聚物引入这些聚合物多孔膜可形成显著的表面富集,同时当共聚物含量过高是会形成微观相分离结构。PEG表面富集提高了表面电解液润湿性和界面电阻,同时,共聚物的引入使隔膜表现出可凝胶化的“活性”特征,在保持隔膜高电导率的同时实现了电解液的稳定化。这些结果对高性能锂离子电池隔膜的研制具有重要意义。通过研究,申请/获得发明专利5项,发表SCI/EI论文8篇,培养研究生6名,达到课题的预期目标。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:--
期刊:功能材料
影响因子:--
作者:刘卫东;李浩;姚之侃;王婷;朱宝库;朱利平
通讯作者:朱利平
Preparation and properties of poly(ethylene oxide) gel filled polypropylene separators and their corresponding gel polymer electrolytes for Li-ion batteries
锂离子电池用聚环氧乙烷凝胶填充聚丙烯隔膜及其相应凝胶聚合物电解质的制备及性能
DOI:10.1016/j.electacta.2010.12.010
发表时间:2011-02-15
期刊:ELECTROCHIMICA ACTA
影响因子:6.6
作者:Li, Hao;Ma, Xiao-Ting;Zhu, Li-Ping
通讯作者:Zhu, Li-Ping
Antifouling properties of poly(vinyl chloride) membranes modified by amphiphilic copolymers P(MMA-b-MAA)
两亲性共聚物P(MMA-b-MAA)改性聚氯乙烯膜的防污性能
DOI:10.1007/s10118-012-1153-z
发表时间:2012-04-01
期刊:CHINESE JOURNAL OF POLYMER SCIENCE
影响因子:4.3
作者:Liu, Wei-dong;Zhang, Yong-hua;Zhu, Li-ping
通讯作者:Zhu, Li-ping
Gel polymer electrolytes based on active PVDF separator for lithium ion battery. I: Preparation and property of PVDF/poly(dimethylsiloxane) blending membrane
基于活性PVDF隔膜的锂离子电池凝胶聚合物电解质。
DOI:--
发表时间:--
期刊:JOURNAL OF MEMBRANE SCIENCE
影响因子:9.5
作者:Li, Hao;Chen, Yue-Ming;Ma, Xiao-Ting;Shi, Jun-Li;Zhu, Bao-Ku;Zhu, Li-Ping
通讯作者:Zhu, Li-Ping
DOI:10.1002/app.33014
发表时间:2011-03
期刊:Journal of Applied Polymer Science
影响因子:3
作者:D. Pang;Wei-dong Liu;L. Tong;Lifeng Fang;Bao-ku Zhu
通讯作者:D. Pang;Wei-dong Liu;L. Tong;Lifeng Fang;Bao-ku Zhu
高性能及多功能超滤膜材料
- 批准号:LD22E030006
- 项目类别:省市级项目
- 资助金额:0.0万元
- 批准年份:2021
- 负责人:朱宝库
- 依托单位:
超支化聚合物(Dendrimer)模板技术制备含纳米金属粒子聚酰亚胺
- 批准号:50103010
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:22.0万元
- 批准年份:2001
- 负责人:朱宝库
- 依托单位:
国内基金
海外基金
