具有超高碱性稳定性和尺寸稳定性的聚芳烃N-甲基奎宁基阴离子交换膜

阴离子交换膜水电解槽的阴离子交换膜成本低、无需铂族贵金属催化剂,有望取代高成本的质子交换膜水电解槽.然而,阴离子交换膜的尺寸稳定性差以及在高温、高浓度碱液中的稳定性差,阻碍了阴离子交换膜水电解槽的发展.最近,我们合成了一种具有优异碱性稳定性的聚(三苯基-N-甲基奎宁基)阴离子交换膜,为了进一步提高这种阴离子交换膜的机械强度和尺寸稳定性,在本工作中,我们添加了三氟苯乙酮来制备聚(三苯基-三氟苯乙酮-N-甲基奎宁基)阴离子交换膜.这种共聚阴离子交换膜具有超高的碱性稳定性(在80℃,10 mol L^(-1)的NaOH溶液中浸泡1600小时后OH^(-)电导率和机械强度不发生衰减),优异的尺寸稳定性(30–80℃温度下,纯水中溶胀率不超过7%;10 mol L^(-1)的NaOH溶液中溶胀率不超过2%),高氢氧根电导率(80°C时达134.5 mS cm^(-1))和高机械强度(抗拉伸强度达43.2 MPa).这种阴离子交换膜和镍合金泡沫电极组装的简易水电解槽在80°C下,2.0 V和5 mol L^(-1)的KOH水电解质中具有1780 mA cm^(-2)的优异电流密度,并且具有高耐久性.