磺化氮杂环聚芳醚酮酮质子交换膜制备与表征

来源 :第九届全国膜与膜过程学术报告会 | 被引量 : 0次 | 上传用户:newhing
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  采用二氮杂萘酮联苯酚(DHPZ)、1,4-二(4-氟苯甲酰基)苯(BFBB)和4,4-二苯基双二氮杂萘酮(DBD)为单体,以环丁砜为溶剂进行高温溶液共聚合,制备一系列新型氮杂环聚芳醚酮酮.以氯磺酸为磺化试剂对聚合进行磺化.对测定了其离子交换容量在1.01-2.02 mmol/g,其特性粘度在7.3-9.0 dL/g之间,对其进行了红外光谱与氢核磁共振波谱的表征,得到的结构与设计相符合.对所制备磺化聚芳醚酮酮膜的相关性能进行了测试.磺化聚芳醚酮酮膜具有较小的溶胀率同时具有较高的吸水率;其质子传导率在1.38×10-2-24.6×10-2S/cm,高于Nafion 117.考察其氧化稳定性,25℃下在Fenton试剂中破裂时间大于20 h,溶解时间大于120 h,具有良好的氧化稳定性.满足燃料电池用质子交换膜的需求.
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目前商业中广泛使用以Nafion膜为代表的全氟磺酸膜作为直接甲醇燃料电池(DMFC)的质子交换膜,Nafion膜化学稳定性好,机械性能高,且在湿度较高的情况下具有较高的质子传导率。但Nafion膜甲醇渗透率高,成本高,这些缺点严重限制了Nafion膜在商业中的推广。磺化聚醚醚酮(SPEEK)不仅具有好的热稳定性和化学稳定性,而且成本低廉。然而SPEEK膜的质子传导率由磺化度决定,高磺化度的SPEE
以锂离子电池用聚丙烯隔膜(PP, Celgard 2500)为基材,单宁酸(TA)和三价铁离子(Fe(3+))为有机配体和无机交联剂,采用层层组装表面涂覆方法制备了TA/Fe-PP隔膜。 利用全反射红外光谱(ATR-FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和接触角测量仪,对隔膜的表面化学组成、表面形貌和亲水性进行了表征,并研究了隔膜的吸液率、离子电导率、电化学稳定性、循环性
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