本書系統(tǒng)介紹全釩液流電池隔膜材料概述，全釩液流電池隔膜材料的研究方法，含亞氨基支化磺化聚酰亞胺(I-bSPI)、共價交聯(lián)型多氟磺化聚酰亞胺(PFSPI-PAA)、含冠醚支化磺化聚酰亞胺(ce-bSPI)、多氟甲基穩(wěn)定型支化磺化聚酰亞胺(SPI-B)等隔膜材料的設(shè)計、制備及其在全釩液流電池中的應(yīng)用等。通過開發(fā)高性價比芳香型分離膜材料，來有效地提升全釩液流電池的效率、使用壽命及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性，進(jìn)而為促進(jìn)全釩液流電池儲能系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及釩資源在儲能領(lǐng)域的綜合應(yīng)用提供有益參考。
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放射性及重金屬廢水生物質(zhì)吸附富集材料，四川省科技進(jìn)步獎二等獎，2017
目錄
前言
第1章 全釩液流電池隔膜材料概述1
1.1 全釩液流電池概述1
1.2 全氟磺酸隔膜材料概述5
1.3 芳香高分子隔膜材料概述6
1.3.1 磺化聚醚醚酮隔膜材料6
1.3.2 磺化聚砜隔膜材料7
1.3.3 磺化聚苯并咪唑隔膜材料8
1.3.4 磺化聚酰亞胺隔膜材料9
參考文獻(xiàn)10
第2章 全釩液流電池隔膜材料研究方法14
2.1 單體及隔膜材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)表征14
2.2 隔膜材料的形貌表征15
2.3 隔膜材料的機(jī)械和熱性能表征16
2.4 隔膜材料的理化性能表征16
2.4.1 吸水率、溶脹率和離子交換容量表征16
2.4.2 釩離子滲透率、面電阻、化學(xué)穩(wěn)定性表征和質(zhì)子選擇性計算17
2.5 隔膜材料的全釩液流單電池性能表征19
參考文獻(xiàn)20
第3章 含亞氨基支化磺化聚酰亞胺隔膜材料在全釩液流電池中的應(yīng)用21
3.1 TAPI單體的合成與I-bSPI隔膜的制備21
3.1.1 TAPI單體的合成21
3.1.2 I-bSPI隔膜的制備22
3.2 TAPI單體與I-bSPI隔膜的表征與分析23
3.2.1 TAPI的FTIR和1H NMR分析23
3.2.2 I-bSPI隔膜的ATR-FTIR和1H NMR分析25
3.2.3 吸水率、溶脹率和離子交換容量分析26
3.2.4 釩離子滲透率、面電阻和質(zhì)子選擇性分析27
3.2.5 化學(xué)穩(wěn)定性分析28
3.2.6 VFB性能分析29
3.2.7 循環(huán)穩(wěn)定性和形貌分析30
3.3 本章小結(jié)31
參考文獻(xiàn)31
第4章 共價交聯(lián)型多氟磺化聚酰亞胺隔膜材料在全釩液流電池中的應(yīng)用34
4.1 PFSPI高分子的合成和PFSPI-PAA隔膜的制備34
4.1.1 PFSPI高分子的合成34
4.1.2 PFSPI-PAA隔膜的制備35
4.2 PFSPI-PAA隔膜材料的表征與分析36
4.2.1 ATR-FTIR和1H NMR分析36
4.2.2 形貌分析38
4.2.3 理化性能分析39
4.2.4 化學(xué)穩(wěn)定性分析41
4.2.5 VFB性能分析42
4.3 本章小結(jié)44
參考文獻(xiàn)45
第5章 含冠醚空腔結(jié)構(gòu)支化磺化聚酰亞胺隔膜材料在全釩液流電池中的應(yīng)用48
5.1 DABC單體的合成和ce-bSPI隔膜材料的制備48
5.1.1 DABC單體的合成48
5.1.2 ce-bSPI隔膜材料的制備49
5.2 DABC單體和ce-bSPI隔膜材料的表征與分析50
5.2.1 FTIR、ATR-FTIR和1H NMR分析50
5.2.2 理化性能分析51
5.2.3 VFB性能分析54
5.2.4 穩(wěn)定性分析56
5.3 本章小結(jié)58
參考文獻(xiàn)58
第6章 多氟甲基穩(wěn)定型支化磺化聚酰亞胺隔膜材料在全釩液流電池中的應(yīng)用62
6.1 FAPOB單體的合成和SPI-B隔膜材料的制備62
6.1.1 FAPOB單體的合成62
6.1.2 SPI-B隔膜材料的制備63
6.2 FAPOB單體與SPI-B隔膜材料的表征與分析64
6.2.1 FAPOB的FTIR和1H NMR分析64
6.2.2 SPI-B隔膜材料的ATR-FTIR、1H NMR和XPS分析65
6.2.3 吸水率、溶脹率、離子交換容量和孔隙率分析66
6.2.4 釩離子滲透率、面電阻和質(zhì)子選擇性分析67
6.2.5 化學(xué)穩(wěn)定性和機(jī)械性能分析68
6.2.6 VFB性能分析69
6.3 本章小結(jié)72
參考文獻(xiàn)72
第7章 交聯(lián)-支化磺化聚酰亞胺隔膜材料在全釩液流電池中的應(yīng)用77
7.1 BTA單體的合成與sc-bSPI隔膜材料的制備77
7.1.1 BTA單體的合成77
7.1.2 sc-bSPI隔膜材料的制備78
7.2 BTA單體與sc-bSPI隔膜材料的表征與分析79
7.2.1 BTA單體的ATR-FTIR、1H NMR和14C NMR分析79
7.2.2 sc-bSPI隔膜材料的ATR-FTIR和1H NMR分析80
7.2.3 吸水率、溶脹率及離子交換容量分析82
7.2.4 熱性能和機(jī)械性能分析83
7.2.5 釩離子滲透率、面電阻和質(zhì)子選擇性分析84
7.2.6 化學(xué)穩(wěn)定性分析86
7.2.7 VFB性能分析87
7.2.8 形貌分析90
7.3 本章小結(jié)91
參考文獻(xiàn)91
第8章 磺化聚酰亞胺隔膜材料在全釩液流電池中的降解機(jī)理研究94
8.1 磺化聚酰亞胺隔膜材料的制備94
8.1.1 線型磺化聚酰亞胺隔膜的制備94
8.1.2 支化磺化聚酰亞胺隔膜材料的制備96
8.1.3 磺化聚酰亞胺隔膜材料的原位降解實(shí)驗(yàn)97
8.1.4 磺化聚酰亞胺隔膜材料的非原位降解實(shí)驗(yàn)97
8.1.5 理論計算98
8.2 線型磺化聚酰亞胺隔膜材料的降解行為分析99
8.2.1 I-SPI隔膜的VFB性能演變99
8.2.2 I-SPI隔膜原位降解形貌分析99
8.2.3 I-SPI隔膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)變化分析101
8.2.4 I-SPI隔膜非原位降解形貌分析103
8.2.5 I-SPI隔膜在不同浸泡液中生成V(Ⅳ)濃度分析105
8.2.6 I-SPI隔膜的機(jī)械性能分析105
8.2.7 I-SPI膜和I-SPI(P3)-H低聚物的降解產(chǎn)物結(jié)構(gòu)分析106
8.3 支化磺化聚酰亞胺隔膜材料的降解行為分析110
8.3.1 b-SPI隔膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)分析110
8.3.2 b-SPI隔膜的形貌及機(jī)械性能分析111
8.3.3 b-SPI隔膜的化學(xué)穩(wěn)定性與離子交換容量分析113
8.3.4 b-SPI隔膜的理論計算分析114
8.3.5 b-SPI隔膜的降解機(jī)理分析115
8.4 本章小結(jié)116
參考文獻(xiàn)117
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