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磺化氮杂环聚芳醚酮酮质子交换膜制备与性能

刘乾  张守海  陈宇宁  薛仁东  蹇锡高  
【摘要】:用二氮杂萘酮联苯酚(DHPZ)、1,4-二(4-氟苯甲酰基)苯(BFBB)和4,4’-二苯基双二氮杂萘酮(DBD)为单体,以环丁砜为溶剂进行高温溶液共聚合,制备一系列新型氮杂环聚芳醚酮酮PPEKK-DBD。以发烟硫酸为磺化试剂对PPEKK-DBD进行磺化。对测定了其离子交换容量在0.92-2.23 mmol/g,对其进行了红外光谱与氢核磁共振波谱的表征,得到的结构与设计相符合。对所制备磺化聚芳醚酮酮膜的相关性能进行了测试。磺化聚芳醚酮酮膜具有较小的溶胀率同时具有较高的吸水率;其质子传导率在13.8-280 m S/cm,与温度呈正相关关系,当IEC高于1.8mmol/g后其质子传导率高于Nafion 117。考察其氧化稳定性,25℃下在Fenton试剂中破裂时间大于24 h,溶解时间大于120 h,80℃下其破裂时间大于4h,80℃下3h氧化失重低于11%,具有良好的耐氧化稳定性。

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