氟代苯基聚降冰片烯单阴离子交换膜的制备及损伤可视化检测

作     者：王艳 李若馨 吴志成 白跃峰 兰超凡 肖秋月 胡平 李宏福 牛康民 危岩 Yan Wang;Ruo-xin Li;Zhi-cheng Wu;Yue-feng Bai;Chao-fan Lan;Qiu-yue Xiao;Ping Hu;Hong-fu Li;Kang-min Niu;Yen Wei

作者机构：四川师范大学化学与材料科学学院成都610066 清华大学化学系北京100084 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083 

基　　金：国家自然科学基金委基础科学“分子聚集发光”研究中心(基金号21788102) 国家自然科学基金(基金号51073112)资助项目 

出 版 物：《高分子学报》 (Acta Polymerica Sinica)

年 卷 期：2023年第54卷第10期

页      码：1599-1612页

摘      要：具有高的离子电导率和碱性稳定性的碱性阴离子交换膜(AEMs)是制备碱性燃料电池的关键.通过合理的分子设计,选用全烷烃基聚降冰片烯嵌段共聚物作为AEMs的主链,可有效避免AEMs在强碱条件下的降解.同时在侧链中引入亲水性含氟苯基季铵盐作为离子导电基元,疏水性三乙基硅基团作为非导电基元,利用二者之间的亲疏水作用,在薄膜中形成可供OH-迁移的离子通道,有助于提高AEMs的电导率.通过调节含氟苯基季铵盐中氟原子的数目,可以调节离子通道的大小,从而实现对薄膜电导率的调控.另外,为了实现AEMs的损伤可视化监测,将具有聚集诱导发光作用的四苯乙烯基二降冰片烯酰亚胺作为交联单体引入聚合物中,通过烯烃的复分解反应,开环聚合制备得到单离子AEMs.聚合物表现出优异的热稳定性(5%热失重温度T_(d)>250℃),力学性能(σ_(b)=36.56 MPa,δ=16.92%)和耐碱性能(在6 mol/L NaOH溶液中浸泡7天后,电导率仅下降3.3%).通过扫描电子显微镜可观测到微相分离形成的离子通道,与已报道的单离子AEMs相比,表现出较高的离子电导率(80℃,24 mS/cm).在365 nm光照下,薄膜发出均匀的绿色荧光,损伤处则无荧光,实现了AEMs的可视化检测.

主 题 词：碱性阴离子交换膜 聚降冰片烯 开环易位聚合 微相分离 聚集诱导发光 

学科分类：081702[081702] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 0703[理学-化学类] 

核心收录：

D　O　I：10.11777/j.issn1000-3304.2023.23119

馆 藏 号：203124051...