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用于燃料电池质子交换膜材料的磺化聚芳醚酮砜的合成与性能研究
  • ISSN号:1000-3304
  • 期刊名称:《高分子学报》
  • 时间:0
  • 分类:TQ530[化学工程—煤化学工程]
  • 作者机构:[1]吉林大学化学学院麦克德尔米德实验室,长春130012, [2]长春工业大学化工学院,长春130012
  • 相关基金:国家自然科学基金(基金号20320120169)和吉林省重大科技发展项目计划(项目号20020646)资助项目;
中文摘要:

以叔丁基对苯二酚(TBHQ)为双酚单体,1,4-二(4'-氟苯甲酰基)苯,3,3'-二磺酸钠基,4,4’-二氧二苯砜(SDCDPS)为原料,采用亲核缩聚反应,通过调整磺化单体和非磺化单体的比例与叔丁基对苯二酚共聚,合成了一系列具有不同磺化度的聚芳醚酮砜.通过红外光谱(FFIR),TGA,DSC等分析方法对其结构及性能进行了表征.并用TEM对其内部形态进行了研究,建立了结构与性能之间的关系.通过对膜进行综合性能评价发现,磺化度为0.8的磺化聚芳醚酮砜膜的质子传导率在80℃时达到了0.061S/cm接近了Nation117,而且其甲醇渗透系数为3.4×10^-7cm^2/s远低于Nation 117,在质子交换膜燃料电池(PEMFC)和直接甲醇燃料(DMFC)电池中表现出了好的应用前景.

英文摘要:

A series of sulfonated SPEEKKS copolymers with different DS were synthesized by aromatic nucleophilic polycondensation of disodium 3, 3'-disulfonate-4, 4'-dichloro-diphenylsulfone (SDCDPS), tertbutylhydroquione (TBHQ) and 1,4- bi (4'-fluorobenzoyl) benzene. Synthesized sulfonated copolymers were characterized by FTIR, TGA and DSC. Moreover, the microstructure of membranes was investigated by TEM, and the relationship between structure and performance was established. Physical and electrochemical performances of all membranes were studied thoroughly. The results showed that the proton conductivity of SPEEKKS-4 membrane reached 0.061 S/cm, which was close to that of Nation 117 at 80℃. However, the methanol diffusion of SPEEKKS-4 membranes only reached 3.4× 10^-7 cm^2/s and was much lower than that of Nation 117. The new membrane displayed good potential in application as proton exchange membranes (PEM) in PEMFC and DMFC.

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期刊信息
  • 《高分子学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国化学会 中国科学院化学研究所
  • 主编:张希
  • 地址:北京市海淀区中关村北一街2号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:gfzxb@iccas.ac.cn
  • 电话:010-62588927
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3304
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1857/O6
  • 邮发代号:2-498
  • 获奖情况:
  • 国家优秀期刊二等奖,中科院优秀期刊二等奖,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国高分子图书馆,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:19174