通过原子转移进行多功能超分支聚合物的合成 激进自凝聚维尼尔聚合物 对于聚氨基离子交换膜中的应用
Nhat Hong Nguyen1, Chih-Feng Huang1,2, Tongsai Jamnongkan3
1Department of Chemical Engineering, i-Center for Advanced Science and Technology (iCAST), National Chung Hsing University, Taichung 40227, Taiwan.
超分支聚合物为性燃料电池创建稳定的离子交换膜 (AEM). 定制聚合物架构优化了电化学设备中的离子导电性和性能.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 聚合物科学 聚合物科学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 阳离子交换膜 (AEM) 对电化学能量装置至关重要,在性条件下促进非贵金属催化.
- 挑战包括性降解,需要提高膜稳定性和离子传输.
- 超分支聚合物 (hbPs) 由于其独特的结构和合成,提供了一个有前途的解决方案.
研究的目的:
- 为了合成和描述基于聚氨的AEM的多功能hbP.
- 研究hbP架构对AEM性能的影响,包括性稳定性,离子导电性和水吸收.
- 为高性能AEMs开发一个可调整的策略.
主要方法:
- 通过原子转移激进自凝聚乙烯聚合 (ATR-SCVP) 合成多功能hbPs,使用4-乙烯基化物 (VBC) 和2-乙烯基甲酸盐 (HEMA).
- 将hbP交叉连接到基于聚氨的AEM.
- 膜性质的表征:性稳定性,吸水性,离子交换能力 (IEC) 和氧导电性 (OH-导电性).
主要成果:
- 成功合成并将hbP交叉连接成具有出色的性稳定性的AEM.
- 具有较高分子量和VBC较丰富的hbP的膜显示出高吸水率,但导电性有限.
- 优化的hbP架构 (OH-hbP2-PU) 产生了最高的OH-导电性 (338 μS/cm) 和IEC (2.64 mmol/g).
结论:
- 定制的hbP架构对于在AEM中平衡水吸收和离子传输至关重要.
- 开发的基于hbP的AEM显示了高性能电化学能源设备的潜力.
- 这项研究提供了一个可调节的策略,通过受控的hbP合成来设计先进的AEM.
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