【摘 要】
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全钒液流电池可用于风能、太阳能发电等需要克服电能非稳态特性的大规模储能的领域,隔膜是该电池的关键材料。全氟磺酸型膜离子传导性高、化学稳定性好,但价格昂贵,阻钒性能差,成为全钒液流电池的商业化应用的瓶颈,迫切需要开发低成本的具有优良综合性能的替代膜。以聚砜、聚苯砜等传统商业化芳基聚合物为基材的膜材料溶胀度大,机械强度和稳定性欠佳,难以满足全钒液流电池用高离子传导性、高稳定性膜材料的需求,需要发展新型
【机 构】
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沈阳化工大学化学工程学院,沈阳,110142 大连理工大学化工学院高分子材料系,大连,116024
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全钒液流电池可用于风能、太阳能发电等需要克服电能非稳态特性的大规模储能的领域,隔膜是该电池的关键材料。全氟磺酸型膜离子传导性高、化学稳定性好,但价格昂贵,阻钒性能差,成为全钒液流电池的商业化应用的瓶颈,迫切需要开发低成本的具有优良综合性能的替代膜。以聚砜、聚苯砜等传统商业化芳基聚合物为基材的膜材料溶胀度大,机械强度和稳定性欠佳,难以满足全钒液流电池用高离子传导性、高稳定性膜材料的需求,需要发展新型高性能膜材料。金刚烷(Adamantane)是由三个椅式构象的环己烷构成的刚性高度对称笼状烃,碳架结构类似于金刚石的一个晶格单元,具有高熔点(熔点269℃)、高热稳定性、强亲油疏水性。金刚烷引入膜材料主链结构中有望提高膜材料主链的疏水性,增加膜材料分子链的空间位阻,提高分子链刚性,提升膜材料的耐溶胀能力,抑制膜材料过度溶胀,提高膜在氧化性钒电解质溶液中的化学稳定性。以2-二 (4-羟苯基)金刚烷,4,4-二氟二苯酮为单体经溶液缩聚、氯甲基化、季铵化制备出了新型含金刚烷结构聚芳醚酮阴离子交换膜。研究结果初步表明,该膜在全钒液流电池中具很好的应用前景。
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氢能源作为21世纪的清洁新能源，一直以来备受关注，混合导体透氢膜同时具备质子电导率和电子电导率，是一种新型的无机致密陶瓷膜，由于其可以高效的从含氢混合气中分离出氢气而备受青睐.在目前研究的透氢膜材料中，单相材料往往由于其电导率有限使得透氢量偏低，而金属-陶瓷双相材料的兼容稳定性存在问题，陶瓷-陶瓷双相材料由于其双极电导率高且兼容性好使其开始引起广泛注意.考虑到BaCeO3系列材料具有较高的质子传导
ZIFs (ZeoliticImidazolate Frameworks,咪唑类沸石结构)材料大多以有机或无机多孔载体支撑的形式,应用于分离过程.ZIFs是膜层材料最佳候选之一,主要是因为它有着优异的化学稳定性和热稳定性.在上世纪末O.M.Yaghi首次提出并报道了MOF-5材料[1],然后Williams又合成了HKUST-1[2],再之后MOFs材料的相关研究报道便如雨后春笋般的涌现出来[3,
随着现代社会和工业的快速发展，能源和环境问题日益突出。燃料电池(FC)作为一种清洁能源备受关注，它是一种将化学能直接转化为电能的能量转化装置，具有高效、可持续发展、环境友好、应用广泛等诸多优点。质子交换膜是燃料电池的核心部件之一，其性能直接决定了燃料电池的运行效率。本课题组近年来针对质子交换膜所存在的问题，尤其是在高温低湿环境中的运行缺陷，利用多种材料，包括无机材料、有机材料以及有机无机复合材料等
聚合物电解质膜燃料电池是一种清洁高效的能源技术。它可以将燃料的化学能直接转换为电能，具有高的转换效率和能量密度，受到了国内外学者的广泛关注。发展之初，该电池主要采用质子交换膜作为隔膜，操作环境为酸性，其电极催化活性较低，必须使用贵金属铂作为催化剂，导致成本较高，而且铂催化剂在酸性环境下的稳定性也有待提高，这严重阻碍了聚合物电解质膜燃料电池的工业化进程。近来研究表明，改用氢氧根离子交换膜作为隔膜，将
聚砜因具备耐高温、耐腐蚀、机械性能好及价格低廉等优点，已被广泛用于超滤膜的制备。而聚砜材料本身的疏水性所导致的膜污染问题仍是其作为超滤膜材料所面临的问题之一。在膜材料上接枝亲水性基团可以促使膜表面形成水化层，减少蛋白质在膜表面的吸附。因此，膜材料的亲水化改性是抑制膜污染的一个重要途径。本文拟采用化学改性的方法，在聚砜分子链接枝磺酰胺基团，提高其亲水性，从而提高改性聚砜超滤膜的抗污染性能。采用相转化
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