高温质子交换膜燃料电池用聚苯并咪唑/聚乙烯基苄基交联膜的制备与性能研究

为提高聚苯并咪唑(PBI)膜的抗氧化性能,以乙烯苄基氯(PVBC)作为PBI的大分子交联剂,并利用1H-1,2,4-三氮唑取代交联剂中的不稳定端基Cl,制备了交联型高温质子交换膜,考察了交联剂用量对膜的电化学性质的影响.研究表明,膜中的交联结构有效提高了膜的抗氧化性能,并兼具优异的电导率及力学性能.采用无增湿H2和O2对膜电极性能进行了测试,150oC下电池最大功率密度达到0.82 W·cm-2.

在线红外光谱法研究聚乙烯基苄基氯的交联反应动力学

利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)在线追踪聚乙烯基苄基氯(PVBCl)与N,N,N′,N′-四甲基-1,6-己二胺(TMHDA)的交联反应历程,考察了反应时间与温度对交联程度的影响。实验结果表明,随着反应时间的延长,交联程度先迅速增大,而后趋于平缓直至不变;反应温度越高,交联程度越大。对反应进行动力学的研究计算结果显示,该交联反应的反应级数n=4,表观活化能Ea=97.2kJ/mol。

对二氯苄-聚乙烯咪唑型聚合离子液体的制备及对煤焦油中苯酚的吸附性能

以1-乙烯咪唑和1,4-对二氯苄为原料,通过自由基聚合和季铵化交联反应,制得了一种新型聚合离子液体吸附剂---聚乙烯基苄基咪唑氯（ P[ VBnim] Cl）,并用元素分析、凝胶渗透色谱、红外光谱、扫描电子显微镜、物理吸附分析仪及热重分析等方法对其组成、结构、颗粒形貌、比表面积、孔结构及热稳定性进行了表征.结果表明, P[ VBnim] Cl结构中对二氯苄与乙烯咪唑的摩尔比约为1：3；产物为米黄色蓬松粉末,易吸水,其初始颗粒直径为50~80 nm,比表面积为13.86 m2/g,平均孔径9.94 nm,属于介孔结构材料,初始热分解温度为274℃,具有较好的热稳定性.同时, P[ VBnim] Cl对中低温煤焦油模型油中的苯酚具有优异的吸附性能,其吸附能力是活性炭的2~10倍,该吸附剂用乙酸乙酯再生后,吸附效果仍然较好,可以循环使用.