功能化羟基磷灰石与溴化聚苯醚阴离子交换复合膜

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• 英文论文题名：Hybrid Anion Exchange Membranes Based on Organo-functionalized Hydroxyapatite and Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenyleneoxide)
• 论文作者：叶妮雅 ; 杨景帅 ; 徐一鑫 ; 张登骥 ; 何荣桓
• 英文论文作者：Niya Ye ; Jingshuai Yang ; Yixin Xu ; Dengji Zhang ; Ronghuan He ; Department of Chemistry ; College of Sciences ; Northeastern University
• 年：2016
• 作者机构：东北大学理学院化学系;
• 论文关键词：阴离子交换膜 ; 有机无机复合膜 ; 无机物表面修饰 ; 燃料电池
• 会议召开时间：2016-07-01
• 会议录名称：中国化学会第30届学术年会摘要集-第二十九分会：电化学材料
• 语种：中文
• 分类号：TQ425.23
• 学会代码：ZGHY
• 会议名称：中国化学会第30届学术年会-第二十九分会 ; 电化学材料
• 会议地点：中国辽宁大连
• 主办单位：中国化学会
• 学会名称：中国化学会
• 页数：1
• 文件大小：277k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

阴离子交换膜在碱性燃料电池中的应用,对于缓解二氧化碳对电池性能的影响,降低电解质对材料的腐蚀以及系统组装的简便化等均产生了积极的效果。然而与质子交换膜相比,阴离子交换膜的电导率和稳定可靠性等尚有待提高~([1-2])。为了解无机物在改善阴离子膜性能方面的作用,我们以溴化聚苯醚为膜基体材料,将羟基磷灰石(HA)结构有机化修饰后,掺杂到聚合物膜基体中,以制备具有良好有机无机相容性的复合阴离子交换膜。研究表明,采用N-~([3-(三乙氧硅烷基)丙基])-4,5-双氢咪唑对羟基磷灰石进行表面修饰后,羟基磷灰石与有机聚合物间可以共价键连接,无机有机组分的相容性得到了改善;同时羟基磷灰石表面修饰的双氢咪唑基团转化成咪唑鎓盐,有利于膜电导率的提高。研究表明,随着功能化羟基磷灰石加入,复合膜的电导率逐渐增加;当加入量从无增加为12 wt%时,膜在80℃的电导率由11.1 mS cm~(-1)提高到27.7 mS cm~(-1)。此外,该有机无机复合阴离子膜的耐碱稳定性也有所改善。
We prepared a series of organic-inorganic hybrid anion exchange membranes by introducing organo-modified hydroxyapatite into the structure of quaternary triethylammonium functionalized poly(2,6-dimethyl~(-1),4-phenyleneoxide). A highest conductivity of 27.7 mS cm~(-1) was reached at 80℃ by the membrane containing 12 wt% of organo-modified hydroxyapatite. Meanwhile, the hybrid membranes exhibited higher tolerance toward alkaline solutions than those the pristine polymer anion exchange membranes.

引文

[1]Varcoe,J.R.Phys.Chem.Chem.Phys.2007,9:1479.
    [2]Long,H.;Kim,K.;Pivovar,B.S.J.Phys.Chem.C 2012,116:9419.