面向燃料电池的聚芳醚基聚合物电解质膜材料的制备

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合成一种高磺化度的同时含有羧基和磺酸基的磺化聚芳醚酮(SPAEK-C),再将PVA以共混的方式引入到SPAEK-COOH的溶液中,利用羧基与PVA中的羟基的酯化反应,引发共价交联,制备交联型应用于直接甲醇燃料电池的质子交换膜。合成了一种分子量可控的氨基封端的聚苯并咪唑齐聚物,将其与同时含有羧酸和磺酸基团的SPAEK-C溶液共混,利用PBI齐聚物中高反应活性的二氨基与SPAEK-C中的羧酸基团之间的偶联反应,制备一种新型的共价交联质子交换膜。由于PBI与SPAEK-C之间形成了交联网络结构,使制备得到的膜具有高的热稳定性和尺寸稳定性。交联体系中的PBI链段也可作为吸收H3PO4的选择性位点,进一步促进共价交联膜的质子传导率。通过NBS的自由基链转移反应,成功制备了三个比例的溴甲基化聚芳醚酮。分别利用1-甲基咪唑,1-丁基咪唑和1-乙烯基咪唑与溴甲基化聚芳醚酮反应,制备含有咪唑鎓阳离子的离子交换膜。研究不同结构的咪唑鎓阴离子交换膜的性能的差异,如吸水率,离子传导率等,着重探讨其耐碱性的影响因素,为高耐碱稳定性的阴离子聚合物电解质膜的设计提高新的思路。
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