含二哌啶鎓烷基侧链的阴离子交换膜的合成与性能研究

为了探索侧链型碱性阴离子交换膜材料合成的新途径,以商业化的3,4二羟基苯甲醛、6溴正己醇、N甲基哌啶为初始原料,通过光延反应、Seyferth Gilber增碳反应和门秀金反应得到具有端炔基与二哌啶鎓盐基团的侧链前体,再通过点击反应制得一系列基于含二哌啶鎓烷基侧链的侧链型阴离子交换膜。通过核磁与傅里叶变换红外光谱确认了目标聚合物的结构。透射电镜与小角度X射线散射证明该系列膜具有清晰的微相分离结构。性能测试表明:所得膜具有良好的离子电导率和碱性稳定性,当温度为60℃时,DPPPO 19 OH膜的功率密度可达112.8 mW/cm 2。

含二季铵化侧链的聚苯醚的合成及性能研究

作为碱性阴离子交换膜燃料电池的核心部件之一,碱性阴离子交换膜起到分隔阴阳两极和传导氢氧根离子的作用。为了探索侧链型碱性阴离子交换膜材料的合成新途径,以商业化的3,5-二羟基苯甲醇、N,N-二甲氨基氯丙烷盐酸盐和3-溴丙炔为原料,通过威廉姆逊醚合成法和季铵化反应,合成了一种新的二季铵化侧链前体,然后通过点击化学将侧链前体接枝到叠氮化聚苯醚上,制得了一类基于二季铵化聚苯醚的新型碱性阴离子交换膜材料(QE-PPO-x)。通过傅里叶红外光谱、核磁共振光谱对侧链前体和QE-PPO-x进行了结构表征。透射电镜图表明,QE-PPO-x-I膜存在一定的微相分离结构。性能测试表明,膜具有良好的热稳定性和机械性能,QE-PPO-20-OH膜在80℃时的离子传导率可达123.3 ms/cm。

具有爪形季铵化侧链的聚苯醚的合成

为了探索制备高性能碱性阴离子交换膜的新途径,以商业化的3,4,5三羟基苯甲酸甲酯、3二甲基氨基1丙醇和3溴丙炔为初始原料,通过光延反应、还原反应、威廉姆逊醚合成法和季铵化反应等反应,合成了一种含有3个季铵盐基团的新侧链前体(MBTTA);通过点击化学将MBTTA接枝到叠氮化聚苯醚上,制得一类具有爪形季铵化侧链的聚苯醚(TQPPO-x-I);通过FT-IR、1H NMR对MBTTA、TQPPO-x-I进行结构表征。热重分析表明TQPPO-x-I具有良好的热稳定性;透射电镜分析表明TQPPO-x-OH膜具有明显的微相分离结构;电导率测试表明,TQPPO-20-OH膜在30、80℃时的离子传导率分别为43.0、85.5 mS/cm。