堿性季銨化陰離子交換膜的制備及其性能研究.pdf

1、堿性陰離子交換膜燃料電池（Anion Exchange Membrane Fuel Cell，AEMFC）以其結構簡單、催化劑價格低廉、堿性條件下燃料氧化速度快、燃料滲透率低等眾多優(yōu)點，已經(jīng)受到越來越多的關注。陰離子交換膜是保證燃料電池正常運轉的主要部分，在電池中能夠傳遞OH-，同時還具有防止燃料和氧化劑互相滲透的作用。目前，制備新型陰離子交換膜主要有兩種方式，一是通過對現(xiàn)有膜材料進行改性，使其在保持較高的電導率同時提高膜的使用效率。二

2、是通過設計單體，聚合獲得新的膜材料。本論文基于這兩方面的工作，改性合成了一系列新型的陰離子交換膜，并對膜的離子交換容量、吸水率、溶脹率、力學性能、化學穩(wěn)定性等性能進行了表征。
　　1、以聚苯醚（PPO）為原料，通過溴甲基化反應得到溴代率為55.2％的溴代聚苯醚，并通過1H-NMR、FTIR對其結構進行表征。然后取0.294g溴代聚苯醚溶于氯仿中，向溶液中加入0.006g坡縷石，超聲之后得到坡縷石含量為2%的聚苯醚膜，同樣采用上述方

3、法，制得坡縷石含量分別為4%、6%的聚苯醚膜，成膜后進行季銨化、堿化，制備坡縷石含量分別為2%、4%、6%的季銨化聚苯醚復合膜。考察了聚苯醚膜及其復合膜的離子交換容量、熱穩(wěn)定性、電導率、化學穩(wěn)定性及機械性能等基本性能。實驗結果表明，制得的坡縷石含量為6%的季銨化聚苯醚復合膜機械性能、熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性要優(yōu)于其他含量的復合膜，在80℃，相對濕度100%條件下，測得電導率可達21.5mS.cm-1，在60℃下，濃度為5mol.L-1的Na

4、OH溶液中浸泡1天，電導率值仍大于18mS.cm-1。而未加入坡縷石的聚苯醚電導率僅為9.2mS.cm-1，表明坡縷石的摻雜提高了陰離子交換膜的性能。
　　2、采用2,6-二甲基苯酚和9-芴酮為反應物，制備四甲基雙酚芴（DMBHF）單體，然后以四甲基雙酚芴和二氟二苯甲酮為單體通過縮聚反應得到聚醚醚酮聚合物，經(jīng)過進一步溴甲基化、季銨化、堿化成功的制備了含芴結構的聚醚醚酮膜。用1H-NMR、FTIR對PAEKs、BPAEKs和QPAE