通过辐射诱导RAFT聚合,设计具有增强结构均性和质子导电性的先进交联质子交换膜
Feyza Genç1,1,2, Nazlıcan Yıldırım Kılıç2,1,2, Murat Barsbay1,2
1Polymer Chemistry Division, Department of Chemistry, Faculty of Science, Hacettepe University, 06800 Ankara, Turkey.
研究人员开发了新的交联质子交换膜 (PEMs),使用ETFE薄膜上的辐射诱导RAFT聚合. 这些膜表现出增强的结构均性和显著改善的化学稳定性,提供高质子导电性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 聚合物化学 聚合物化学
- 电化学 电化学 电化学
背景情况:
- 质子交换膜 (PEM) 对电化学设备至关重要.
- 现有的PEM经常面临结构均性和化学稳定性的挑战.
- 乙烯四乙烯 (ETFE) 为膜制造提供了具有成本效益的基材.
研究的目的:
- 通过辐射诱导的RAFT介导聚合,开发明确的,交叉链接的PEM.
- 提高PEMs的结构均性和化学稳定性.
- 为了评估新型交联膜的质子导电性.
主要方法:
- 辐射诱导的可逆添加-碎片化链转移 (RAFT) 介导的聚合.
- 在ETFE薄膜上植入聚乙烯 (PS) 链,然后进行硫化.
- 膜结构的表征,化学稳定性和质子导电性.
主要成果:
- 成功地将PS链接接入ETFE薄膜上,然后进行硫化.
- 交叉链接显著提高了化学稳定性,大约是4倍.
- 45%和67%接种的PEM表现出高质子导电性 (分别为93.7和139.1mS cm-1),表现优于Nafion.
- 通过RAFT交叉链接过程实现了更强的结构同质性.
结论:
- 辐射诱导的RAFT介导聚合是一种有效的方法,用于创建定义良好的,交叉链接的PEM.
- 开发的PEM显示出卓越的化学稳定性和具有竞争力的质子导电性.
- 这种方法为设计各种应用的高性能PEM提供了一个有希望的途径.
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