基于多咪唑功能化聚降冰片烯嵌段共聚物自交联阴离子交换膜的制备和性能研究

发布时间：2022-01-19 00:15

　　燃料电池由于其高效清洁,比能量高等优点而被广泛研究。以燃料电池中的隔膜分类,燃料电池可分为质子交换膜燃料电池（PEMFCs）和阴离子交换膜燃料电池（AEMFCs）。相较于质子交换膜燃料电池,阴离子交换膜燃料电池具有:1)可使用非贵金属电极,降低成本;2)降低燃料交叉;3)氧化动力学更高等优点。对于阴离子交换膜的应用,需要具有优异的机械性能,水管理,电化学性能以及耐碱稳定性。为了提高阴离子交换膜电化学性能,可以增加功能化阳离子的数量。但过多的阳离子会导致阴离子交换膜过度溶胀。本文选用聚降冰片烯为主链,以咪唑离子为功能化阳离子,制备了咪唑功能化的阴离子交换膜。同时,为了解决过多阳离子导致过度溶胀的问题,在同一侧链中引入多个阳离子,降低接枝度而降低侧链对主链的影响。（1）以5-降冰片烯-2-甲醇为原料,合成了双咪唑离子功能化的降冰片烯基离子液体[NB-O-Bislm+][Br-]2。[NB-O-BisIm+][Br-]2与环氧功能化降冰片烯衍生物NB-O-MGE进行开环易位聚合得到嵌段共聚物,并制备成阴离子交换膜。通过核磁共振氢谱及傅里叶红外光谱对单体及聚合物的化学结构进行了表征。所得到的阴... 

【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２常见功能化阳离子基团结构??．．

ｉｃ?Ｊ?Ｎ〇ｎ－ｉ？？ｉｃｆ?Ｒ?Ｕ１??Ｄｉｒｅｃｔ?ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ?ｂｙ?ＯＨ＂??１．?Ｉ?ＩｏｌＴｍａｎ?ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ??２．?Ｙｌｉｄｃ?ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?．?．?．?ｊ?｜??…，，?，，?ｈｔｎｅｒｃｌｅａｖａｇｅ－ｔｒｉｇｇｅｒｅｄ?Ｊ??３．?Ｎｕｃｌｅｏｐｈｉｌｉｃ?ｓｕｂｓｌｉｔｕｔｉｏｎ?，?？?，?．．．．?／??＾?＿?ｒ?ＡＥＣｊ?ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ?ｂｙ?ＯＨ?＾??４．?Ｒｅａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ??图１．１５聚苯醚基团在碱性环境下降解机理??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１５?Ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ?ｅｔｈｅｒ?ｉｎ?ａｌｋａｌｉｎｅ?ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ??聚降冰片烯主链具有刚性的环状结构，使得聚降冰片烯具有优异的机械性??能，热稳定性及化学稳定性能。１４４１近年来．大量关于聚降冰片烯主链的阴离子交??换膜被报道出来。降冰片烯单体有三种聚合方式（如图１．１６）：开环易位型聚合??（ＲＯＭＰ）、乙烯加成型聚合、阳离子聚合。【５７１其中，以开环易位聚合和乙烯加成??型聚合研宄应用较多。加成型聚降冰片烯没有破坏降冰片烯单体的双环结构，Ｗ??此具有优异的机械性能和热稳定性。似乙烯加成型聚合催化剂较少，尤其对于含??有极性基团的降冰片烯，目前很少“催化剂可以进行催化聚合。幵环易位型聚降??１３??

第二章双咪唑功能化自交联型降冰片烯嵌段共聚物阴离子交换膜的制备与性能??Ｉ?‘?ｕ??（Ａ）?＇?（Ｂ）??３５００?３０００?２５００?２０００?１５００?１０００?３５００?３０００?２５００?２０００?１５００?１０００??Ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒ?（ｃｍ?＇）?Ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒ?（ｃｍ?＇）??１??ＯＨ?ｔｙｐｅ??２０００?１８００?１６００?１４００?１２００?１０００?８００??Ｗａｖｅｎｕｍｂｅｒ?（ｃｍ?）??图２．５?（Ａ）?Ｂｒ形式的阴离子交换膜的傅里叶光谱，（Ｂ）?ＯＨ－形式的阴离子交换膜的傅里叶光??谱。（Ｃ）碱化前后的阴离子交换膜的的红收光谱（ａ）?ｒＰ（ＮＢ－ＭＧＥ－Ａ－［ＮＢ－０－Ｂｉｓｌｍ＇ｌ?［Ｂｒ＿］２）－１０，??（ｂ）?ｒＰ（ＮＢ－ＭＧＥ－／）－［ＮＢ－０－ＢｉｓＩｍ?］?［Ｂｒ］２＞－２０，?（ｃ）?ｒＰ（ＮＢ－ＭＧＥ－／）－［ＮＢ－０－Ｂｉｓｌｍ?］?［Ｂｒ］２）－３０．?（ｄ）??ｒＰ（ＮＢ－ＭＧＥ－／？－［ＮＢ－０－ＢｉｓＩｍ?］?［Ｂｒ］２）－４０??Ｆｉｇｕｒｅ?２．５?（Ａ）?ＦＴＩＲ?ｓｐｅｃｔｒａ?ｏｆ?ＡＥＭｓ?ｉｎ?Ｂｒ?ｆｏｒｍ．?（Ｂ）?ＦＴＩＲ?ｓｐｅｃｔｒａ?ｏｆ?ＡＥＭｓ?ｉｎ?ＯＨ￣?ｆｏｒｍ?（Ｃ）??ＦＴＩＲ?ｓｐｅｃｔｒａ?ｏｆＡＥＭｓ?ｂｅｆｏｒｅ?ａｎｄ?ａｆｔｅｒ?ａｌｋａｌｉｚａｔｉｏｎ，?（ａ）?ｒＰ（ＮＢ－ＭＧＥ－Ａ－［ＮＢ－０－ＢｉｓＩｍ?］?［Ｂｒ］２）－??１０，?（ｂ）?ｒＰ（ＮＢ－ＭＧＥ－／？－［ＮＢ－０－ＢｉｓＩｍ?］?［Ｂｒ］２）－２０，?（ｃ）?ｒＰ（ＭＢ－ＭＧＥ－／？－［ＮＢ－０－Ｂｉｓｌｍ＊］?［Ｂｒ］


本文编号：3595863