三聚氰胺协同戊二醛联合交联QCS构筑燃料电池用阴离子交换膜
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]辽宁省科技厅博士启动项目(20141126);辽宁省教育厅科学研究一般项目(L2013153);抚顺市科学技术发展资金计划项目(20141115);辽宁石油化工大学博士启动基金(2013XJJ-006)


Preparation of QCS Anion Exchange Membrane Crosslinked by Glutaraldehyde/Melamine and Its Application in Fuel Cells
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    摘要:

    以三聚氰胺为中间改性物,借助戊二醛作为交联剂改性季铵化壳聚糖制备阴离子交换膜。通过改变三聚氰胺含量,探讨其作为交联中间体对阴离子交换膜力学性能、导电性能以及耐碱稳定性等相关性能的影响,并对其进行扫描电镜观测微观结构。扫描电镜结果表明,三聚氰胺与季铵化壳聚糖交联过程中,膜表面呈现褶皱状,形成致密连续的膜结构。三聚氰胺引入后,膜的力学性能、导电性能及耐碱稳定性均得到改善,当三聚氰胺含量达到4% 时,膜样品拉伸强度可达到33.79 MPa,在70 ℃时其导电率达4.83×10-2 S/cm,将膜浸渍于6 mol/L KOH (60 ℃)中120 h,电导率仅损失2.81%,表现出优异的耐碱稳定性。

    Abstract:

    The quaternized chitosan (QCS) anion exchange membrane was prepared by using melamine (MA) as crosslinking intermediate and glutaraldehyde (GA) as crosslinking agent. The mechanical property, OH- conductivity, alkaline stability and other characterizations were investigated to discuss how melamine content affects these properties. During crosslinking of melamine/GA with QCS, a dense, continuous structure was constructed and some folds can be observed on membrane surface. Better performances of mechanical property, OH- conductivity and alkaline stability were achieved by introducing melamine into membrane structure. Results show that QCS-MA4% membrane possesses a good tensile strength of 33.79 MPa, reaches a OH- conductivity of 4.83 ×10-2 S/cm at 70 ℃ and only 2.81% decline of OH- conductivity can be observed after immersing in 6 mol/L KOH solution (60 ℃) for 120 h, indicating an excellent alkaline stability.

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引用本文

崔 珺, 王 晶, 王吉林, 王璐璐, 封瑞江.三聚氰胺协同戊二醛联合交联QCS构筑燃料电池用阴离子交换膜[J].高分子材料科学与工程,2018,34(1):130-136.

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