光敏性嵌段聚芳醚砜陰離子交換膜的制備與性能研究.pdf

1、陰離子交換膜（AEM）是陰離子交換膜燃料電池(AEMFC)的關鍵組件，直接影響燃料電池的性能。聚芳醚砜陰離子交換膜是一類具有低成本，高熱穩(wěn)定性能的陰離子交換膜材料，但是由于存在離子傳導率較低和堿性穩(wěn)定性較差兩大不足，因此實際應用受到限制。為了克服這兩大缺點，進行嵌段改性和交聯(lián)改性是有效可行的方法。
　　本文采用曼尼希反應和超聲波技術分別合成了2,2′-二（二甲氨基甲基）-4,4′-二羥基二苯醚（DABPE）單體和4,4’-二羥基查

2、爾酮（4DHC）單體?？刂萍尤雴误w的比例成功合成了重復單元數分別為8、11、15的含叔胺基親水段齊聚物以及重復單元數為11的含查爾酮單元的疏水段齊聚物。再經親水段疏水段末端縮聚反應合成了光敏性聚芳醚砜嵌段聚合物（PSTNPSF-x-y）。通過1H-NMR、FT-IR等表征手段對單體及聚合物進行了結構表征。
　　PSTNPSF-x-y系列聚合物具有良好的光敏性，在324nm處有最大吸收峰，在UV照射下，在聚合物主鏈上查爾酮單元中的>

3、C=C<發(fā)生[2+2]光化學反應而形成交聯(lián)結構，交聯(lián)度最大可達到73％。PSTNPSF-x-y系列聚合物及其季銨鹽聚合物具有良好的溶解性，溶于DMAc、NMP等常用溶劑，交聯(lián)之后不溶于任何溶劑。PSTNPSF-x-y系列聚合物還具有良好的熱穩(wěn)定性，交聯(lián)前后的起始分解溫度在205~210℃范圍內。
　　PSTNPSF-x-y聚合物經過季銨化反應后采用溶液澆鑄法制備季銨化膜，再經堿性化制備了光敏性嵌段聚芳醚砜陰離子交換膜（QPSTNP

4、SF-x-y）。將季銨化膜在溶脹狀態(tài)下，在常溫用UV光照射一定時間制得光交聯(lián)型嵌段聚芳醚砜陰離子交換膜（cQPSTNPSF-x-y）。QPSTNPSF-x-y和cQPSTNPSF-x-y系列陰離子膜表面結構平整致密，并且季銨鹽基團分布均勻。
　　QPSTNPSF-x-y系列陰離子交換膜的質量IEC（IECW）值在1.15~1.45 mmol g-1范圍內，體積IEC（IECV）值在1.67~2.36 mmol cm-3范圍內。對陰

5、離子交換膜的吸水率、溶脹率、水合系數進行了測試，結果顯示交聯(lián)膜具有較好的尺寸穩(wěn)定性。cQPSTNPSF-x-y系列陰離子交換膜50℃，2M NaOH溶液中浸泡96h之后膜狀態(tài)保持完好，IEC值基本保持不變，具有較好的堿性穩(wěn)定性。
　　QPSTNPSF-x-y系列陰離子交換膜在室溫下離子傳導率在11.04~26.45mS cm-1范圍內，且離子傳導率隨著溫度的升高而增大，在100℃下最大離子傳導率高達208.73mS cm-1。而交