环状铵离子功能化聚氯乙烯阴离子交换膜的制备
2021-07-02朱秀玲刘品阳王彦囡
合成树脂及塑料 2021年3期
张 伟,朱秀玲,刘品阳,王彦囡
(大连理工大学 化工学院,辽宁 大连 116024)
近年来,全球变暖、气候变化和空气污染已经成为生活中的常态[1-3],开发一种清洁、高效无污染的新型能源使用装置已逐渐成为科学界的重要研究方向[4]。燃料电池代表了一种可持续的能源生产形式,可以通过电化学反应将化学能直接转化为电能[5],因此,越来越受到企业和社会的持续关注[6-7]。近年来,碱性离子膜燃料电池由于使用非贵金属催化剂制备而具有成本低、电极反应速率快等特点,成为研究热点。用作燃料电池的碱性阴离子交换膜的基本要求[8]是:具有良好的力学性能和热稳定性,高离子导电率[9],良好的化学稳定性[10],隔绝电子以提供电极之间的有效隔离和较低的成本。为获得低成本、性能更加优异的阴离子交换膜,制备了一系列不同的聚合物(如聚醚酰亚胺、聚苯醚、聚苯并咪唑、聚芳基醚砜、聚醚酮等[11])和不同的聚离子液体,并通过引入各种离子基团(如季铵盐[12]、咪唑鎓盐和胍盐[13])进行改性来制备阴离子交换膜。目前制备的系列碱性阴离子交换膜具有较高的导电率和优异的化学稳定性,但制备成本过高,限制了其商业化应用。
聚氯乙烯(PVC)[14]是一种用途广泛的低成本聚合物,在性能和应用方面具有良好的平衡,并广泛应用于建筑、医疗、电器、包装、汽车、办公、服装等行业[15]。作为通用塑料的一种,PVC的制备成本较低,改性PVC在工业领域有着广阔的应用前景。由于PVC中含有C—Cl,所以很容易与带氨基、巯基的分子发生反应,从而给PVC增添各种功能性的化学改性提供了可能。……
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