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基于金属有机框架构筑的阴离子交换膜溶胀性能研究

2021-07-15王璐璐王吉林

石油化工高等学校学报 2021年3期
关键词:壳聚糖

马 钰,王璐璐,王吉林,2

(1.辽宁石油化工大学石油化工学院,辽宁抚顺113001;2.辽宁石油化工大学环境与安全工程学院,辽宁 抚顺113001)

近年来,随着能源的不断消耗以及环保法规的日益严格,人们开始迫切的寻找替代能源。燃料电池作为清洁、可再生的发电装置而受到了广泛的关注[1]。燃料电池种类繁多,其中碱性阴离子交换膜燃料电池相比较于其他燃料电池,具有更好的氧还原动力学,燃料渗透率更低,可以摆脱对贵金属催化剂的依赖,同时能够降低燃料电池的整体使用成本等优势而得到了学者们的关注[2]。但是,目前已经报道的阴离子交换膜(AEMs)还存在一些缺点(例如,电导率低、水溶胀性高和耐碱稳定性较差等),在一定程度上限制了其进一步的推广应用。

为了改善AEMs的整体性能,学者们进行了不断的探索。袁文森等[3]采用两步法先合成了双核咪唑盐[VBImHIm][Br]2,然后与苯乙烯、丙烯腈共混,利用紫外光照引发聚合,制得了阴离子交换膜。其中,25℃时[VBImHIm][Br]2-10膜的吸水率为96%,溶胀度仅为44%。管明明等[4]采用苯乙烯和氯甲基苯乙烯共聚作为聚离子液体主链,向其中加入1-丁基-2-甲基咪唑和1-烯丙基-2-甲基咪唑制备了双功能交联型阴离子交换膜。该系列膜的含水率仅在36.7%~93.4%;在80℃时,p(St-co-VBC)-3型阴离子交换膜的OHˉ电导率最高可以达到68.4 mS/cm。N.W.Li等[5]采用性质稳定的聚醚砜为主链,通过功能化在主链中引入了带有芳香基团的侧链,制备了系列季铵化阴离子交换膜。该膜能够有效地抑制去离子水中的溶胀,室温下整个系列膜的吸水率都不高,基本稳定在20%以下;……

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