石油化工高等学校学报
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聚乙二醇改性冠醚功能化聚砜阴离子交换膜的制备及表征
徐亚宁, 闫佳宁, 王璐璐, 王吉林
石油化工高等学校学报    2024, 37 (1): 59-65.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2024.01.008
摘要135)   HTML7)    PDF (3046KB)(67)    收藏

为了实现聚砜基阴离子交换膜(AEMs)高离子导电性和良好的耐碱性,采用绿色环保的方法制备了氯甲基化聚砜,并以氨基冠醚为交联剂,以氨基冠醚络合的金属离子和三乙胺为阳离子基团,制备了三乙胺和氨基冠醚质量分数不同的冠醚功能化聚砜膜(PSF?CE X ?QA1-X )。通过将低分子质量的聚乙二醇(PEG)引入PSF?CE X ?QA1-X )中,探究了PEG对膜性能的影响。结果表明,亲水PEG的存在有助于膜中离子通道的形成;与PSF?CE X ?QA1-X 相比,PSF?CE X ?QA1-X ?PEG的电导率和耐碱稳定性均得到了提高;在温度为80 ℃时,PSF?CE0.1?QA0.9?PEG的电导率为56.78 mS/cm,耐碱性测试后其电导率可维持初始电导率的85%。此外,PSF?CE X ?QA1-X ?PEG还具有良好的尺寸稳定性和热稳定性。

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基于植酸框架构筑燃料电池用阴离子导电膜
刘盈汐, 王吉林, 王璐璐, 曲志强
石油化工高等学校学报    2023, 36 (1): 74-80.   DOI: 10.12422/j.issn.1006-396X.2023.01.010
摘要264)   HTML9)    PDF (1883KB)(154)    收藏

在聚乙烯醇聚合物基质中原位引入植酸、甲醇、水、九水合硝酸铬和N,N?二甲基甲酰胺的混合液(植酸与九水合硝酸铬形成具有立体结构的金属有机框架结构),以戊二醛为交联剂,将聚乙烯醇聚合物交联为网状结构,由此构筑一系列内部含有基于植酸构筑的多孔金属有机框架结构(MOF)及适合燃料电池使用的阴离子导电膜(MOF@PVA);通过调节阴离子导电膜中Cr3+的质量分数,对其结构及性能进行优化。结果表明,制得的导电膜形貌平整均一,内部含有大量可供OH-迁移和涵养水分子的孔结构;导电膜的电导率、含水率、机械性能均随着Cr3+质量分数的增加而增加。其中,当m(Cr3+)/m(导电膜)=0.012时,导电膜的电导率最高,为24.9 mS/cm;导电膜在80 oC、3 mol/L NaOH溶液中浸泡168 h后,电导率仅下降8%。

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基于金属有机框架构筑的阴离子交换膜溶胀性能研究
马钰, 王璐璐, 王吉林
石油化工高等学校学报    2021, 34 (3): 24-30.   DOI: 10.3969/j.issn.1006-396X.2021.03.005
摘要307)   HTML    PDF (1827KB)(103)    收藏
在阴离子交换膜燃料电池工作过程中,OH-的传输需借助水分子作为媒介,因此在阴离子交换膜的性能中,吸水性能是除电导率以及耐碱稳定性以外的一项重要指标,同时也是阴离子交换膜改进研究的重点。制备了两种基于金属有机框架(MOFs)材料构筑的复合膜用作阴离子交换膜,并对其晶体结构和形貌分别进行了XRD、SEM表征;对其含水率、溶胀度、溶胀动力学以及机械性能进行了详细的测试和分析。结果表明,两种复合膜的含水率、溶胀度以及机械性能存在明显差异,同时尽管两种膜的溶胀动力学行为均满足Schott二级溶胀动力学方程,但是由于添加的两种MOFs材料的功能不同,导致两种复合膜表现出不同的溶胀行为。
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