化学交联聚乙烯醇改性纤维素碱性阴离子交换复合膜的制备与性能.pdf

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1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao1NovemberActaP．一Chim．Sin．2011，27(11)，2665—26702665[Article]www．whxb．pku．edu．cn化学交联聚乙烯醇改性纤维素碱性阴离子交换复合膜的制备与性能刘玲玲’丁蕾’徐莉’乔锦丽盛嘉伟(东华大学环境科学与工程学院，上海201620；浙江工业大学化学工程与材料学院，杭州310032)摘要：高稳定性碱性阴离子交换膜的制备已成为碱性固体电解质膜研究领域的一大热点．本文通过聚乙烯醇化学交联改性制备出了季铵化羟乙基乙氧

2、基纤维素碱性阴离子交换膜(PVA／QHECE)．采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱、热重(TG)分析、交流(AC)I~E抗等方法考察了复合膜的分子结构、热稳定性、耐碱稳定性及离子电导率等性能．详尽考察了交联时间、交联剂含量、聚合物组成对成膜力学强度、含水率以及OH一电导率的影响．实验结果表明：随着交联时间的增加，膜的溶胀率降低，力学强度随之增强，而离子电导率随膜含水率的降低没有发生明显变化，室温下OH一的电导率在3．26×10-4_4．44x10一S·cm。范围内变化．热重分析结果显示：掺入42．9％的QHECE时

3、，膜的热分解温度达260。C．此外，将PVA／QHECE膜在6mol·L。KOH浓碱溶液中80。C浸渍处理168h，膜的电导率从4．90x10～S·cm。’提高到9．68x10一S·cm～，而膜的外观和力学强度以及含水率未发生明显变化，这一结果表明该膜具有很好的耐碱化学稳定性，有望作为一种新型的碱性燃料电池用离子交换膜．关键词：碱性阴离子交换膜：聚乙烯醇；季铵化羟乙基乙氧基纤维素：共混化学交联：OH一电导率耐碱稳定性中图分类号：0646SynthesisandPropertiesofChemicallyCross-

4、LinkedPoly(vinylalcoho1)ModifiedQuaterizedHydroxyethyIceIluIoseEthoxylateasNovelAlkalineAnion·ExchangeMembraneLIULing-Ling’DINGLei’XULi’QIAOJin—Li’。SHENGJia—WeirCollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,DonghuaUniversity,Shanghai201620,R．China；CollegeofChemi

5、calEngineeringandMaterials，Zh~iangIndustrialUniversity,Hangzhou310032，R．China)Abstract：Muchattentionhasbeenpaidtoalkalineion．exchangemembraneswithhighalkalinestability．Inthiswork，chemicallycross．1inkedpoly(vinylalcoho1)modifiedquaterizedhydroxyethylcelluloseet

6、hoxylate(P、，A，QHECE)membraneswerepreparedandevaluatedasOH—conductingpolymerelectrolytes．ThemembraneswerecharacterizedusingFouriertransforminfrared(FTIR)spectra，thermogravimetric(TG)analysis，andthealternatingcurrent(AC)impedancetechniqueasfortheirjnnerstructure

7、，thermaIstability，alkalineresistancestability．andOH—conductivityf(r1．TheOH—conductivityofthemembraneswasinvestigatedasafunctionofcross—linkingtime，thecontentofcross．1inkingagent，polymercomposition，andwateruptake．Itwasfoundthatmembraneswellingdecreasedwithcross

8、—linkingtimeaccompaniedbvanimprovementinmechanicaIpropertiesbutnoobviousdecreaseinOH—conductivityresultedfr0mtheReceived：June13，2011：Revised：August23，20l1：PublishedonWeb：August30．2