胍基阴离子交换膜材料的合成及性质

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。