SBS-g-PAA/SBS-g-PAM双极膜的制备与电合成乙醛酸应用研究

"SBS-g-PAA/SBS-g-PAM双极膜的制备及在成对电合成乙醛酸中的应用" 这篇论文主要探讨了SBS-g-PAA/SBS-g-PAM双极膜的制备过程及其在电合成乙醛酸中的应用。SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物）被选为基膜材料，通过自由基接枝聚合技术，成功地在其主链上接枝了丙烯酸（AA）链段，形成阳膜。此外，丙烯酰胺（AM）链段的引入经过Mannich反应转化为含有叔胺基团的SBS接枝共聚物，用于制作阴膜。这种接枝共聚物的制备工艺有助于构建具有特定性能的双极膜。 采用流延法制备的SBS双极膜，其性能如含水率、接触角、离子交换容量等进行了详细研究。研究表明，随着接枝量的增加，SBS-g-PAA/SBS-g-PAM双极膜的含水率和离子交换容量均呈现上升趋势，而交流阻抗和膜电位则随着AA接枝量的提高而降低。这表明接枝量对膜的离子传导性能有显著影响。 实验中，当SBS-g-PAA的接枝量为59.7%时，阳膜的含水率达到128%，接触角为17.3°，离子交换容量为8.75mmol/g；叔胺型SBS-g-PAM接枝量为23.8%的阴膜，其含水率为51.1%，接触角为53.1°，离子交换容量为1.15mmol/g。这些参数的优化对于双极膜在电化学应用中的性能至关重要。 论文进一步展示了这种双极膜在成对电解制备乙醛酸过程中的应用。以饱和草酸和盐酸混合液作为阴极液，10%乙二醛和10%KBr混合液作为阳极液，二氧化铅作为阳极，在电流密度为18.8mA/cm²和常温条件下进行电解。实验结果显示，阴极的平均电流效率可达到76.8%，阳极平均电流效率为73.4%，显示出良好的电化学转化效率。 双极膜的关键特性，如水分解能力、电阻、选择渗透性和机械稳定性，都是其在电化学领域应用的核心指标。文中提到的传统双极膜材料，如聚砜、聚苯乙烯和含氟聚合物，需要通过磺化或氯甲基化引入离子交换基团，而这种方法可能限制膜的性能。相比之下，SBS-g-PAA/SBS-g-PAM双极膜通过接枝聚合直接引入功能基团，为改善膜性能提供了一种新的策略。 总结来说，这篇论文详细阐述了基于SBS的双极膜的创新制备方法，以及其在高效电合成乙醛酸中的应用潜力，为双极膜材料的设计和电化学反应器的优化提供了理论依据和技术参考。