T/SHPTA 099-2024 水電解制氫膜用全氟磺酸樹脂

范圍
本文件規(guī)定了水電解制氫膜用全氟磺酸樹脂的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸和貯存。
本文件適用于以四氟乙烯和全氟(4-甲基-3,6-二氧雜-7-辛烯)磺酰氟為原料，采用水乳液聚合、水解、酸化、干燥等工藝制備的全氟磺酸樹脂。
注：該產(chǎn)品主要用于制備水電解制氫質(zhì)子交換膜。

術(shù)語和定義
下列術(shù)語和定義適用于本文件。
離子交換當(dāng)量  equivalent weight
EW
每摩爾磺酸基團(tuán)所對應(yīng)干態(tài)樹脂的質(zhì)量。
注1：單位為克每摩爾(g/mol)。
注2：離子交換當(dāng)量與表示離子交換能力大小的離子交換容量(Ion Exchange Capacity，IEC)成倒數(shù)關(guān)系，體現(xiàn)了全氟磺酸樹脂內(nèi)酸的濃度。
全氟磺酸樹脂前驅(qū)體  precursor
生產(chǎn)全氟磺酸樹脂的前級物質(zhì)。

分類
水電解制氫膜用全氟磺酸樹脂按功能基團(tuán)類型分為磺酰氟型(R_fSO₂F)和磺酸型(R_fSO₃H)。

技術(shù)要求
水電解制氫膜用全氟磺酸樹脂前驅(qū)體的技術(shù)要求應(yīng)符合表1的規(guī)定。

水電解制氫膜用全氟磺酸樹脂的技術(shù)要求應(yīng)符合表2的規(guī)定。


一般規(guī)定
本文件除另有規(guī)定外，所用試劑的級別應(yīng)在分析純(含分析純)以上，所用標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液、標(biāo)準(zhǔn)溶液和制劑，應(yīng)按 GB/T 601、GB/T 603 的規(guī)定制備，試驗(yàn)用水符合 GB/T 6682 中一級水的規(guī)格，試樣均按精確至0.1mg稱取。

試驗(yàn)方法
離子交換當(dāng)量
方法原理
全氟磺酸樹脂內(nèi)的質(zhì)子氫和堿發(fā)生中和反應(yīng)，用酸性標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液返滴定過量的堿，從而計(jì)算出每摩爾磺酸基團(tuán)所對應(yīng)干態(tài)樹脂的質(zhì)量，單位為克每摩爾(g/mol)。
試劑
NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液：0.1mol/L。
HCl標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液：0.1mol/L。
NaCl溶液：2.0mol/L。
儀器
真空干燥箱：溫度控制精度為±0.1℃。
電子天平：精度為±0.1mg。
移液管：25.00mL。
自動(dòng)電位滴定儀：pH精度不低于0.1。
樣品準(zhǔn)備
稱取全氟磺酸樹脂樣品約2g，將其置于真空烘箱內(nèi)，在絕對壓力不高于10kPa、溫度為(100.0±0.5)℃條件下，真空干燥至少2h。從真空烘箱中取出樣品后，立即放置于密閉干燥器中冷卻，待用。
樣品測定
待測樣品
用電子天平快速稱取中不小于0.25g的樣品，放入預(yù)先裝有50mL NaCl溶液[c(NaCl)=2.0mol/L]的滴定杯中，密閉攪拌15min；隨后，用移液管準(zhǔn)確移取25.00mL NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液[c(NaOH)=0.1mol/L]于滴定杯中，整個(gè)混合液在氮?dú)獗Ｗo(hù)下攪拌6h后，用HCl標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液[c(HCl)=0.1mol/L]滴定，滴定終點(diǎn)根據(jù)等當(dāng)點(diǎn)判定，記錄消耗的HCl標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積為V₁，結(jié)果精確至0.001mL。
空白對照樣品
不加樣品，其他步驟按以上要求進(jìn)行，空白對照樣品所消耗的HCl標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積記錄為V₀，結(jié)果精確至0.001mL。
數(shù)據(jù)處理
全氟磺酸樹脂的離子交換當(dāng)量(EW)，單位為克每摩爾(g/mol)，按式(1)進(jìn)行計(jì)算：

式中：
m ——樹脂的質(zhì)量，單位為克(g)；
c₁ ——HCl標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；
V_o ——滴定空白樣品所消耗HCl標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)；
V₁ ——滴定待測樣品所消耗HCl標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)。
結(jié)果以不少于兩次平行測定結(jié)果的算術(shù)平均值表示，保留至整數(shù)。在重復(fù)條件下，所有測定結(jié)果的相對偏差不應(yīng)大于0.5%。


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