钛酸四丁酯/季铵化壳聚糖无机/有机杂化膜的制备及耐碱性
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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);辽宁石油化工大学博士启动基金(2013XJJ-006)


Preparation and Alkali Resistance of Tetrabutyl Titanate/Quaternized Chitosan Inorganic/Organic Hybrid Membranes
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    摘要:

    将钛酸四丁酯(TBT)均匀地掺入到季铵化壳聚糖(QCS)中制备无机/有机杂化膜。借助红外光谱、扫描电镜等分析膜样品的结构和形貌;通过力学性能、含水率、离子交换量、电导率等性能指标进行膜性能测试。试验过程中,将膜浸渍在3mol/L和6mol/L的NaOH 溶液中,考察不同浓度、不同时间对膜耐碱性能的影响,以此探讨其作为燃料电池电解质膜使用的可行性。结果表明,随着TBT含量的增加,膜的力学性能增加,而膜的含水率、离子交换量和电导率均呈现降低趋势。碱处理之后除了膜的含水率增加,其余各项性能指标均比相应未碱处理的膜样品有所降低,降低幅度小于5%;电导保留率随着温度升高、碱液浓度增加也在一定程度上有所降低,但均保持在90%以上,而且膜外观形貌无明显变化,说明该膜具有较好的耐碱稳定性能。

    Abstract:

    The inorganic material tetrabutyl titanate (TBT) was uniformly incorporated into quaternized chitosan(QCS), to prepare inorganic-organic hybrid membranes.The structure and morphology of sample membranes were analyzed by FT-IR and SEM, then the performance including mechanical properties, water uptake, ion exchange capacity and conductivity were tested. The membranes were impregnated in 3 mol/L and 6 mol/L NaOH solution to inspect the influence of alkali stability at different concentration and different time, and to discuss the feasibility of electrolyte membranes in fuel cell. The results show that the mechanical properties increase with increase of the TBT content, but the water uptake, ion exchange capacity (IEC) and conductivity of the hybrid membranes decrease. The other properties of membranes after alkali treatment are lower than those of the corresponding untreated membranes, except the water uptake is increased, the changed rate is not more than 5%. The conductivity retention decreases with rising of the temperature and NaOH content in some extent, but all remain above 90%, and no apparent change in appearance, indicating that the membranes have good alkali resistance.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

郑旭莹,王吉林,王璐璐,封瑞江,赵崇峰.钛酸四丁酯/季铵化壳聚糖无机/有机杂化膜的制备及耐碱性[J].高分子材料科学与工程,2019,35(1):142-147.

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