基于殼聚糖的質(zhì)子交換膜制備及性能測試.pdf

1、殼聚糖作為一種天然的堿性聚合物材料，近年來已成為質(zhì)子交換膜研究領(lǐng)域中的熱點。純殼聚糖干膜在室溫下的質(zhì)子傳導(dǎo)率極低，相當(dāng)于絕緣材料。為此，本文對殼聚糖進行質(zhì)子酸摻雜、離子液體摻雜等改性處理，使其成為質(zhì)子導(dǎo)體。
　　 實驗探索了殼聚糖膜的制備方法。制備了硫酸-殼聚糖、磷酸-殼聚糖、草酸-殼聚糖、氨基三甲叉磷酸(ATMP)-殼聚糖四種質(zhì)子酸-殼聚糖復(fù)合膜。質(zhì)子酸的摻雜使質(zhì)子電導(dǎo)率得到提高，然而復(fù)合膜的機械性能較摻雜前有所下降。室溫下，

2、摻雜硫酸、草酸、ATMP的殼聚糖膜的拉伸強度分別由純膜的71.58 MPa降低至27.11 MPa、63.05 MPa、8.51 MPa。ATMP含量為34.78％的殼聚糖復(fù)合膜在相同條件下電導(dǎo)率提高最大，30℃無水條件下，其電導(dǎo)率為3.08×1.0-5.cm-1；當(dāng)溫度為140℃時，該復(fù)合膜的電導(dǎo)率達1.55×10-3 S·cm-1。
　　 制備了1-丁基，3-甲基咪唑六氟磷酸鹽(BMIMPF6)、氯代1-丁基，3-甲基咪唑鹽

3、(BMIMC1)、三氟乙酸丙胺鹽(TFAPA)三種離子液體與殼聚糖的復(fù)合膜。離子液體的摻雜使殼聚糖膜的質(zhì)子電導(dǎo)率得到了顯著的提高，但膜的機械性能由71.58MPa下降至36.89 MPa以下。其中，BMIMC1-殼聚糖(摩爾比1:1)復(fù)合膜的電導(dǎo)率最高，50℃時其干膜的電導(dǎo)率為1.05×10-4 S·cm-1，當(dāng)溫度達到240℃時，其電導(dǎo)率增至1.19×1.0-2S·cm-1。
　　 本實驗還對硫酸、草酸、氨基三甲叉磷酸、BMI