釩電池用雜萘聯(lián)苯聚醚酮陰離子交換膜的研制.pdf

1、釩電池（VRB）是一種新型的儲(chǔ)能電池，主要應(yīng)用于風(fēng)光儲(chǔ)能和電網(wǎng)調(diào)節(jié)中。目前用于釩電池中的已商業(yè)化的隔膜材料主要以Nafion膜為代表，其具有較高的穩(wěn)定性，但是造價(jià)昂貴、阻釩性能差。本文以雜萘聯(lián)苯聚醚酮(PPEK)為原材料，通過(guò)氯甲基化/季銨化改性，并優(yōu)化制膜工藝，研制出符合釩電池使用要求的高性能陰離子交換膜。
　　對(duì)PPEK氯甲基化改性時(shí)使用低毒性的氯甲基乙醚(CMEE)取代傳統(tǒng)的具有強(qiáng)致癌性的氯甲基甲醚(CMME)，以濃硫酸為溶

2、劑，通過(guò)小試實(shí)驗(yàn)考察了醚用量、酸用量、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度等因素對(duì)產(chǎn)物氯甲基化雜萘聯(lián)苯聚醚酮(CMPPEK)氯甲基化程度的影響，優(yōu)化反應(yīng)工藝后放大制備出氯甲基含量（DCM值）在1.20mmol/g至1.58mmol/g之間的3種不同氯甲基含量的CMPPEK，并考察了其溶解性能和熱性能。CMPPEK在濃硫酸、NMP、DMAc、氯仿等溶劑中均表現(xiàn)較好的溶解性。CMPPEK熱失重起始溫度在280℃左右。
　　以放大制備的CMPPEK為原料

3、，進(jìn)行季銨化改性，制備出離子交換容量(IEC)在0.98mmol/g至1.17mmol/g范圍內(nèi)的季銨化雜萘聯(lián)苯聚醚酮(QAPPEK)陰離子交換膜?？疾炝髓T膜液比例和烘膜時(shí)間對(duì)QAPPEK膜結(jié)構(gòu)與性能的影響，優(yōu)化出最佳鑄膜液比例為1∶8，最佳烘膜時(shí)間為8h?？疾炝薗APPEK膜的溶解性和熱性能。QAPPEK不溶于大多數(shù)常用有機(jī)溶劑，顯示了較好的耐溶劑性。QAPPEK的熱失重起始溫度在210℃左右，遠(yuǎn)高于VRB的使用溫度（室溫）。