链段疏水性对聚咔唑基三联苯基哌啶阴离子交换膜的影响

作者：蔡志鸿; 张秋根; 朱爱梅; 刘庆林^*

来源：膜科学与技术, 2023, 43(06): 79-88.

DOI：10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2023.06.010

• 燃料电池
• 阴离子交换膜
• 柔性链段

通过引入不同疏水性的柔性链段(含氟链段、烷基链段和含羟基链段)可以提升阴离子交换膜(AEM)的性能。本研究采用超酸催化反应制备了3种AEM,分别为含氟戊烷与1-己基-1-甲基哌啶鎓的聚咔唑基三联苯基哌啶(PCTPPF)、含正己烷与1-己基-1-甲基哌啶鎓的聚咔唑基三联苯基哌啶(PCTPPC)和含戊醇与1-己基-1-甲基哌啶鎓的聚咔唑基三联苯基哌啶(PCTPPO).通过测试接触角、溶胀率、电化学电阻和单电池性能来表征AEM的亲疏水性、离子电导率、碱性稳定性和单电池功率密度等性能.结果表明，强疏水性的PCTPPF具有低溶胀(14.9%, 80℃)的特性，而且其离子电导率(160.4 mS/cm, 80℃)和单电池功率密度(646 mW/cm2, 80℃)均具有优势.而亲水链段的PCTPPO能够在较为恶劣的碱性环境中维持高离子电导保留率(86.3%, 2 mol/L NaOH).相较于PCTPPF和PCTPPO,PCTPPC的各项性能较为均衡.

• 单位
  化学化工学院; 厦门大学