一步法制备两性离子交换膜的方法与性能研究

通过一步法制备了一种新型的偏氟聚芴醚噁二唑两性离子交换膜。以十氟噁二唑与双酚芴为单体聚合得到基础聚合物,通过芳香亲核取代反应在基础聚合物上引入官能团制备了一种含氟聚芳芴醚噁二唑两性离子交换膜。基于密度泛函理论对官能化反应的活性位点和反应能垒进行了预测,模拟计算结果与核磁分析谱图吻合良好。制备的两性离子膜具有相对较高的离子传导率,较低的钒渗透性。70℃时,传导率为58.5 m S?cm?1;钒离子渗透系数为8 2 11.56 10 cm min????,比Nafion?117小两个数量级,有望用于全钒液流电池中。     

离子交换容量可控自交联型阴离子交换膜的制备

以N-溴代丁二酰亚胺(NBS)为溴化试剂,对十氟二唑与四甲基双酚A(TM-BPA)聚合的聚合物主链进行溴化,随后以N-乙烯基咪唑作为双功能化试剂进行功能化,制备了含有双功能化试剂的氟化聚二唑芳醚阴离子交换膜。其中,功能化试剂(作为离子交换的功能基传导离子及作为膜内分子的交联点)改善膜物理性质。制备的阴离子交换膜在80℃下的离子传导率为9.02×10-2 S·cm-1,甲醇渗透率为1.89×10-7 cm2·s-1(20℃),在碱性燃料电池中具有应用潜力。     

含氟聚芴醚二唑质子交换膜的性能

将十氟二唑和双酚芴作为聚合物单体制备了一种新型的偏氟聚芴醚二唑质子交换膜。通过加入4-羟基磺酸钠进攻十氟二唑邻位的C-F键引入官能基团探究了膜的制备方法。研究了膜的物理、电化学性能并组装了燃料电池单电池。实验结果表明:该膜具有较高的离子传导率、较强的机械性能及低的甲醇渗透率。30℃时,传导率为58 mS·cm^-1,70℃,传导率达到了137 mS·cm^-1。甲醇渗透率是Nafion^® 117膜的1/2,在100℃时,单电池的功率达到85 mW·cm^-2。