胍基阴离子交换膜材料的合成及性质
结题报告
批准号:
21074133
项目类别:
面上项目
资助金额:
35.0 万元
负责人:
李胜海
学科分类:
B0204.胶体与界面化学
结题年份:
2013
批准年份:
2010
项目状态:
已结题
项目参与者:
王俊华、李延春、钱汇东、代磊、寇永利、毕伟辉、张志广
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中文摘要
氢及甲醇燃料电池是未来的清洁能源技术。离子交换膜是燃料电池中的关键材料。目前质子交换膜在应用中存在燃料渗透、高温使用性差、催化剂的品种少等缺点。与之相比,阴离子交换膜则具有明显的优势:燃料渗漏小、催化剂活性高、选择范围广等。然而,阴离子交换膜存在电导率低、碱性条件下化学稳定性差等缺点,是急需解决的关键科学问题。针对上述问题,本项目基于胍盐所具备的碱性条件下化学稳定性好、耐高温等优良的性质,拟开展胍基碱性阴离子交换膜的合成及性质研究。研究胍基聚合物的合成方法及其性能;胍的结构与膜性能的关系;阴离子交换膜的成膜工艺对离子导电率的影响,膜的相分离结构对导电率的影响。通过此项研究,解决阴离子交换膜离子导电率低、化学稳定性差等问题,为开发高性能阴离子交换膜材料奠定基础。
英文摘要
针对阴离子交换膜的电导率低、化学稳定性差、高离子交换能力(IEC)条件下膜的尺寸稳定性差等关键科学问题, 本项目设计合成了含有优异稳定性的胍基阴离子交换膜聚电解质。研究了胍的分子结构与膜的离子导电性和稳定性的关系, 讨论了模型化合物在碱性条件下降解方式和可能的机理。探讨了膜的尺寸稳定性、吸水率及离子导电率与胍的分子结构的关系。通过胍基结构的调控,合成了具有优异稳定性和良好相分离结构的阴离子交换膜材料。胍盐聚芳醚砜阴离子交换膜在全水状态下的OH-离子传导率达到10-2 S/cm以上,达到了燃料电池对离子交换膜材料的要求。通过在胍盐阴离子交换膜中引入适当的交联结构,解决了阴离子交换膜在高 IEC 值下尺寸稳定性差的问题。由于提高了IEC,离子导电率也得到了提升。 室温条件下,交联胍基阴离子交换膜的离子导电率达到0.084 S cm-1,与商业化的质子交换膜Nafion膜相似。在阴离子交换膜中引入稳定性好的胍基阳离子,提高了膜的稳定性。引入交联结构,解决了阴离子交换膜尺寸稳定性差的问题。通过本项目的研究,提供了一种制备高性能阴离子交换膜的方法。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2011
期刊:高等学校化学研究(英文版)
影响因子:--
作者:Lin Li;Jiang Ri-hua;Li Sheng-hai
通讯作者:Li Sheng-hai
Aryl-guanidine/Pd-catalyzed Suzuki Cross-coupling Reaction at Room Temperature
室温下芳基胍/Pd 催化的 Suzuki 交叉偶联反应
DOI:--
发表时间:2012
期刊:Chemical Research in Chinese Universities
影响因子:3.1
作者:Li Yan-chun;Lin Ying-jie;Zhang Suo-bo;Li Sheng-hai;Duan Hai-feng
通讯作者:Duan Hai-feng
DOI:10.1039/c0cc01834a
发表时间:2010-10
期刊:Chemical communications
影响因子:4.9
作者:Qiang Zhang;Shenghai Li;Suobo Zhang
通讯作者:Qiang Zhang;Shenghai Li;Suobo Zhang
DOI:10.1002/chin.201151075
发表时间:2011-12
期刊:ChemInform
影响因子:--
作者:Li Lin;Yanchun Li;Suobo Zhang;Shenghai Li
通讯作者:Li Lin;Yanchun Li;Suobo Zhang;Shenghai Li
DOI:10.1016/j.ijhydene.2011.01.144
发表时间:2011-05-01
期刊:INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY
影响因子:7.2
作者:Zhang, Qiang;Zhang, Suobo;Li, Shenghai
通讯作者:Li, Shenghai
Nafion膜表面不对称电荷聚电解质层层组装与过程调控
用于钯催化Suzuki偶联反应的胍及胍盐离子液体的设计、合成及催化研究
国内基金
海外基金