基于螺环季铵盐的阴离子交换膜的制备与性能

作     者：徐斐 袁文森 朱媛媛 储徐烽 林本才 储富强 任玉荣 袁宁一 丁建宁 Fei Xu;Wensen Yuan;Yuanyuan Zhu;Xufeng Chu;Bencai Lin;Fuqiang Chu;Yurong Ren;Ningyi Yuan;Jianning Ding

作者机构：常州大学材料科学与工程学院常州213164 江苏省光伏科学与工程协同创新中心常州213164 

出 版 物：《科学通报》 (Chinese Science Bulletin)

年 卷 期：2019年第64卷第2期

页      面：165-171页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金(21476031 51303017 U1607127 21576030) 江苏省自然科学基金(BK20151187) 江苏省高校自然科学基金重大项目(18KJA430004 17KJA430002) 江苏省优势学科资助 

主　　题：N-螺环 阴离子交换膜 耐碱性 燃料电池 电导率 

摘      要：合成了N,N-二烯丙基吡咯烷溴盐([DAPy][Br]),采用光引发聚合的方式制备了基于[DAPy][Br]的聚合物膜,经过离子交换后得到OH^-型阴离子交换膜.改变原料配比调控膜的离子交换容量,发现膜的溶胀度、吸水率、离子交换容量与电导率都随着[DAPy][Br]含量的增加而增大.该阴离子交换膜具有良好的机械性能和热稳定性,拉伸强度在室温下为10.6～19.8 MPa. 80℃下最高离子电导率可达7.29×10^(-2) S/cm.在成膜过程中[DAPy][Br]发生交联,形成拥有两个五元环的N-螺环结构阳离子,有效提高了膜的耐碱性能,[PSAN]_(70^-)[DAPy][OH]_(30)膜浸泡于80℃下1mol/LKOH溶液中240h,电导率仅下降了11%.上述结果表明,拥有N-螺环季铵盐的脂肪主链的阴离子交换膜有望应用于燃料电池.