【摘 要】
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目前阴离子交换膜已经广泛应用于各种领域,如化工、食品、医药、新能源等,受到了越来越多的关注,尤其在新能源领域,阴离子交换膜燃料电池与质子交换膜燃料电池相比,显示出一定的优势.但是,大多数的阴离子交换膜材料为季铵盐聚合物,它具有碱性稳定性差、电导率低的缺点,限制了其在燃料电池中的应用.与咪唑相比,1,2,3-三氮唑具有较弱的路易斯碱,具有较好的稳定性,并且通过炔基和叠氮的“点击化学”反应和烷基化反应
【机 构】
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中国科学院山西煤炭化学研究所,煤转化国家重点实验室,山西太原,030001
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目前阴离子交换膜已经广泛应用于各种领域,如化工、食品、医药、新能源等,受到了越来越多的关注,尤其在新能源领域,阴离子交换膜燃料电池与质子交换膜燃料电池相比,显示出一定的优势.但是,大多数的阴离子交换膜材料为季铵盐聚合物,它具有碱性稳定性差、电导率低的缺点,限制了其在燃料电池中的应用.与咪唑相比,1,2,3-三氮唑具有较弱的路易斯碱,具有较好的稳定性,并且通过炔基和叠氮的“点击化学”反应和烷基化反应,能够高效地制备1,2,3-三氮唑盐.由于点击化学的可设计性强,为制备高性能的阴离子交换膜提供了可能.本文从1,2,3-三氮唑盐小分子模型化合物的碱性稳定性出发,设计合成碱稳定性的多取代1,2,3-三氮唑盐作为离子交换基团,通过甲基叠氮化的聚苯醚聚合物与含有稳定三氮唑盐的炔基化合物的“点击化学”反应得到碱稳定性提高的1,2,3-三氮唑盐阴离子交换膜.研究结果表明,该阴离子交换膜在1M NaOH80℃下能够稳定48 h.
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目前商业中广泛使用以Nafion膜为代表的全氟磺酸膜作为直接甲醇燃料电池(DMFC)的质子交换膜,Nafion膜化学稳定性好,机械性能高,且在湿度较高的情况下具有较高的质子传导率。但Nafion膜甲醇渗透率高,成本高,这些缺点严重限制了Nafion膜在商业中的推广。磺化聚醚醚酮(SPEEK)不仅具有好的热稳定性和化学稳定性,而且成本低廉。然而SPEEK膜的质子传导率由磺化度决定,高磺化度的SPEE
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