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燃料电池由于其污染排放低,能量转换效率高等优点成为了继太阳能、风能、水能之后的新一代能源技术。其中阴离子交换膜燃料电池以其结构简单,不需要使用贵金属催化剂,制备成本低等特点逐渐受到人们的重视。作为燃料电池的核心部件之一,阴离子交换膜在其中起着传导离子以及隔离两端电极的作用,其性能直接影响着燃料电池的性能与使用寿命。因此,近年来众多学者开始致力于研究阴离子交换膜。目前,在众多阴离子交换膜种类中,还属季铵碱类阴离子交换膜的研究最为广泛。然而,这一类的阴离子交换膜是在碱性环境下运行工作,容易发生霍夫曼降解和亲核取代反应,导致季铵阳离子基团受到攻击而掉落甚至是骨架降解,从而电导率随之下降,这也是限制阴离子交换膜进一步发展的重要原因。因此,寻找一种具有高耐碱稳定性的阴离子交换膜具有重要意义。本文采用以下方法来制备阴离子交换膜,旨在维持膜其他性能不变的基础上提高其耐碱稳定性。首先,以季铵化壳聚糖(QCS)与聚乙烯醇(PVA)为阴离子交换膜基质,将其二者共混并且以戊二醛(GA)作为交联剂将其交联,由此来制备具有空间网络结构的互穿网络阴离子交换膜。将季铵化壳聚糖/聚乙烯醇阴离子交换膜在6.0 mol/L KOH环境下浸泡240 h,考察其耐碱稳定性。结果表明,该膜在强碱条件下仍可以稳定存在,在浸泡240 h后电导率降低幅度约为初始膜电导率的20%。其次,引入β-环糊精(β-CD),借助戊二醛(GA)和三聚氰胺(MA)作为联合交联剂,将季铵化壳聚糖、聚乙烯醇以及β-环糊精交联,制备一系列基于环糊精分子的主客体络合型阴离子交换膜。在实验过程中,利用环糊精特有的空腔结构络合金属Ca2+进行OH-传导,同时致密的网状结构将季铵N+阳离子基团“保护”在网络结构中,进而提高膜结构的耐碱性能。结果表明,将β-环糊精/季铵化壳聚糖/聚乙烯醇阴离子交换膜在6.0 mol/L KOH环境下浸泡240 h,,其电导率降低幅度约为初始膜电导率的的17%,较季铵化壳聚糖/聚乙烯醇阴离子交换膜的耐碱稳定性有所提高。第三,以聚砜(PSF)为聚合物膜基质,将Gemini型可聚合阳离子表面活性剂单体[顺丁烯二酸二乙酯撑基双(辛烷基二甲基氯/溴化铵)(G8-2-8)、顺丁烯二酸二乙酯撑基双(十二烷基二甲基氯/溴化铵)(G12-2-12)、顺丁烯二酸二乙酯撑基双(十六烷基二甲基氯/溴化铵)(G16-2-16)]引入聚砜氯仿铸膜液中,以过硫酸钾(KPS)作为引发剂,通过Gemini分子原位引发聚合构筑具有有序排列阳离子活性位导电通道的阴离子交换膜,考察其耐碱稳定性。结果表明,Gemini/聚砜阴离子交换膜在6.0 mol/L KOH环境下浸泡240 h,其电导率降低幅度仅为初始膜电导率的2.0%,表现出优异的耐碱稳定性。