柔性含醚季鏻侧链聚砜阴离子交换膜研究

摘要

燃料电池为氢能高效利用提供了解决方案,阴离子交换膜是燃料电池的核心部件。季鏻碱性功能基团常连接大体积供电基团提升耐碱性,但阻碍OH-传导。本文提出具有高传导和碱稳定性的柔性含醚季鏻功能侧链,季鏻阳离子与聚砜主链间的含醚脂肪间隔基团增强了侧链柔性,促进季鏻功能基团聚集;醚氧原子比N、C原子电负性更强,可提高亲水性;季鏻连接的三(2,4,6-三甲氧基苯基)大空间位阻通过阻隔OH^(-)进攻提升膜的碱稳定性。结果表明,柔性含醚季鏻侧链型聚砜阴离子交换膜显示出极低的溶胀率(约10%),较高的氢氧根离子电导率(80℃下为79.6 mS/cm)和优异的耐碱性(80℃、1 mol/L NaOH热碱溶液浸泡168 h后,氢氧根离子电导率保持率超过90%,而拉伸强度仅下降约2%).