合成化学
閤成化學
합성화학
CHINESE JOURNAL OF SYNTHETIC CHEMISTRY
2007年
z1期
135-136
,共2页
张所波%吴叔青%邱志明%李文木
張所波%吳叔青%邱誌明%李文木
장소파%오숙청%구지명%리문목
磺化聚(苯-酰亚胺)%质子交换膜%质子导电率%氧化稳定性%水解稳定性
磺化聚(苯-酰亞胺)%質子交換膜%質子導電率%氧化穩定性%水解穩定性
광화취(분-선아알)%질자교환막%질자도전솔%양화은정성%수해은정성
本文首次利用Ni11催化偶联合成了一系列的磺化聚苯和聚(苯-酰亚胺)质子传输膜材料,在聚合物中引入酰亚胺基团,提高了聚合物的成膜性和机械性能.由于SPI(Ⅰ)和SPI(Ⅱ)中存在不对称结构的酰亚胺基团,破坏了分子链的堆积,因此得到的膜具有较高的水吸收;尽管SPP具有高的IEC值,但水吸收很低.和Nafion 117(1.7?10-1S/cm,at 80℃)膜相比,磺酸的强酸性和良好的相分离结构导致高的质子导电率(大于2.6?10-1S/cm,at 80℃);尤其是在高温时,SPI(Ⅰ)和SPI(Ⅱ)膜都表现出了很高的质子导电率,可能是由于酰亚胺的不对成结构使得膜在高温时仍能保持大量的水分子以利于质子传输,例如SPI(Ⅰ)-70在80℃的质子导电率为0.687S/cm,相当于相同测试条件下Nafion 117的三倍.同时,-CF3和全芳香结构的引入大大的提高了膜的氧化稳定性,SPI(Ⅰ)膜在Fenton's试剂中完全溶解的时间高达263h;疏水的-CF3基团引入在氨基的邻位,阻止了水分进攻酰亚胺环,因此膜的水解稳定性得到很大的提高.柔性链的引入以及酐的低电子云密度,更大程度的提高了膜的水解稳定性,SPI(Ⅱ)-70在140℃的水中250h仍能保持原有的机械性能,这是目前报道的水解稳定时间最长的膜材料.因此,该膜有望成为一种新型的性能优良的质子传输膜材料在燃料电池中应用.
本文首次利用Ni11催化偶聯閤成瞭一繫列的磺化聚苯和聚(苯-酰亞胺)質子傳輸膜材料,在聚閤物中引入酰亞胺基糰,提高瞭聚閤物的成膜性和機械性能.由于SPI(Ⅰ)和SPI(Ⅱ)中存在不對稱結構的酰亞胺基糰,破壞瞭分子鏈的堆積,因此得到的膜具有較高的水吸收;儘管SPP具有高的IEC值,但水吸收很低.和Nafion 117(1.7?10-1S/cm,at 80℃)膜相比,磺痠的彊痠性和良好的相分離結構導緻高的質子導電率(大于2.6?10-1S/cm,at 80℃);尤其是在高溫時,SPI(Ⅰ)和SPI(Ⅱ)膜都錶現齣瞭很高的質子導電率,可能是由于酰亞胺的不對成結構使得膜在高溫時仍能保持大量的水分子以利于質子傳輸,例如SPI(Ⅰ)-70在80℃的質子導電率為0.687S/cm,相噹于相同測試條件下Nafion 117的三倍.同時,-CF3和全芳香結構的引入大大的提高瞭膜的氧化穩定性,SPI(Ⅰ)膜在Fenton's試劑中完全溶解的時間高達263h;疏水的-CF3基糰引入在氨基的鄰位,阻止瞭水分進攻酰亞胺環,因此膜的水解穩定性得到很大的提高.柔性鏈的引入以及酐的低電子雲密度,更大程度的提高瞭膜的水解穩定性,SPI(Ⅱ)-70在140℃的水中250h仍能保持原有的機械性能,這是目前報道的水解穩定時間最長的膜材料.因此,該膜有望成為一種新型的性能優良的質子傳輸膜材料在燃料電池中應用.
본문수차이용Ni11최화우연합성료일계렬적광화취분화취(분-선아알)질자전수막재료,재취합물중인입선아알기단,제고료취합물적성막성화궤계성능.유우SPI(Ⅰ)화SPI(Ⅱ)중존재불대칭결구적선아알기단,파배료분자련적퇴적,인차득도적막구유교고적수흡수;진관SPP구유고적IEC치,단수흡수흔저.화Nafion 117(1.7?10-1S/cm,at 80℃)막상비,광산적강산성화량호적상분리결구도치고적질자도전솔(대우2.6?10-1S/cm,at 80℃);우기시재고온시,SPI(Ⅰ)화SPI(Ⅱ)막도표현출료흔고적질자도전솔,가능시유우선아알적불대성결구사득막재고온시잉능보지대량적수분자이리우질자전수,례여SPI(Ⅰ)-70재80℃적질자도전솔위0.687S/cm,상당우상동측시조건하Nafion 117적삼배.동시,-CF3화전방향결구적인입대대적제고료막적양화은정성,SPI(Ⅰ)막재Fenton's시제중완전용해적시간고체263h;소수적-CF3기단인입재안기적린위,조지료수분진공선아알배,인차막적수해은정성득도흔대적제고.유성련적인입이급항적저전자운밀도,경대정도적제고료막적수해은정성,SPI(Ⅱ)-70재140℃적수중250h잉능보지원유적궤계성능,저시목전보도적수해은정시간최장적막재료.인차,해막유망성위일충신형적성능우량적질자전수막재료재연료전지중응용.
