Electrochemical characterization of sulfonated poly(arylene ether sulfone) (S-PES) cation-exchange membranes

芳烯 乙醚 高分子化学 单体 电化学 离子键合 聚合 摩尔分数 材料科学 化学工程 化学 离子交换 电极 聚合物 离子 有机化学 物理化学 芳基 工程类 生物化学 烷基
作者
Moon‐Sung Kang
出处
期刊:Journal of Membrane Science [Elsevier BV]
卷期号:216 (1-2): 39-53 被引量:155
标识
DOI:10.1016/s0376-7388(03)00045-0
摘要

Sulfonated poly(arylene ether sulfone) (S-PES) cation-exchange membranes with various degrees of the sulfonation were prepared via direct polymerization and characterized in terms of the electrochemical properties, including the surface heterogeneity and the current–voltage (I–V) relation. The S-PES membranes exhibited moderate swelling properties and ion-exchange capacities (IECs) for electro-membrane applications. Moreover, the membranes with the mole ratio of sulfonated monomers of over 40% showed excellent electrochemical properties. The electrical resistances were below 1.0 Ω cm2 in a 0.5 mol dm−3 NaCl and the ionic permselectivities were comparable to those of commercial membranes. The fraction of conducting regions, ε, on the membrane surface was evaluated through a chronopotentiometry. The ε values of the S-PES membranes were higher than those of the sulfonated poly(arylene ether sulfone) membranes prepared via conventional post-sulfonation route, leading to a low electrical resistance and a high ionic permselectivity. Considering the mechanical properties, the S-PES membrane with the mole ratio of sulfonated monomers of 40% was found to be very suitable for electro-membrane applications.
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