【摘 要】
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高效清洁的燃料电池是解决能源危机的最有效手段.其中阴离子交换膜燃料电池凭借无贵金属催化剂参与和燃料渗透率低等优点,具有很大的研究价值和应用前景.开发具有高离子传导率、良好的机械性能和化学稳定性的阴离子交换膜是阴离子交换膜燃料电池研究的重心.本文以溴化聚苯醚为基体高分子材料,5,10,15,20-(4-吡啶)卟啉为功能化试剂和交联剂,设计并制备了卟啉空腔内含三价铁离子和不含三价铁离子的聚芳醚类阴离子
【机 构】
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中国科学技术大学化学系,合肥,230026
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高效清洁的燃料电池是解决能源危机的最有效手段.其中阴离子交换膜燃料电池凭借无贵金属催化剂参与和燃料渗透率低等优点,具有很大的研究价值和应用前景.开发具有高离子传导率、良好的机械性能和化学稳定性的阴离子交换膜是阴离子交换膜燃料电池研究的重心.本文以溴化聚苯醚为基体高分子材料,5,10,15,20-(4-吡啶)卟啉为功能化试剂和交联剂,设计并制备了卟啉空腔内含三价铁离子和不含三价铁离子的聚芳醚类阴离子交换膜,希望通过引入卟啉特殊结构和金属离子,限制阴离子交换膜的水含量,提高机械性能,并尝试探究膜内金属阳离子对阴离子的传导机制.结果 表明,含有卟啉的交联聚芳醚膜水含量控制在20％以下,离子交换基团含量(IEC)为1.34 mmol/g,在30℃和70℃时氢氧根传导率可以达到23.1 mS/cm和95.3 mS/cm.含有金属卟啉的离子交换膜具有相近的水含量和IEC,在30℃和70℃时氢氧根传导率分别为37.1 mS/cm和66.6 mS/cm.将三价铁离子引入卟啉空腔后,膜的离子传导率随温度和IEC变化的趋势发生改变,其中不含三价铁离子的膜表现出对温度和IEC变化更高的敏感性.
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