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为开发同时具有阴离子传导率高、钒离子渗透率低、机械性能和化学稳定性优异的阴离子交换膜(AEM),本文以逐步缩聚法合成了含叔胺基的含氟聚芳醚(FPAE),然后以十溴丙基柱[5]芳烃(P5Br)作为交联剂,通过P5Br上的溴烷基与FPAE上的叔胺基之间的亲核取代反应进行交联,最后用碘甲烷将剩余叔胺基季铵化,制得一系列局部密集交联含氟聚芳醚阴离子交换膜QAFPAE-P5Br-x.研究结果表明,所有膜在极性非质子溶剂中都具有较高的凝胶含量,证明已形成高效交联结构.随着交联剂含量从0.5％增加到5％,膜的吸水率、溶胀率、阴离子传导率和VO2+透过率逐渐降低,而离子选择性、拉伸强度、面电阻和氧化稳定性逐渐增加.交联剂含量为1％的QAFPAE-P5Br-1％膜同时具有较低的面电阻和VO2+透过率,综合性能优异.以QAFPAE-P5Br-1％组装的全钒液流电池(VRFB)在80 mA·cm-2的电流密度下具有86.5％的能量效率,比以Nation 212组装的VRFB高出7.7％.另外,以QAFPAE-P5Br-1％组装的VRFB还具有优异的循环稳定性、放电容量保持率和抗自放电性能.可见,局部密集交联是一种提高VRFB用AEM综合性能的有效方法.
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高分子学报
ISSN： 1000-3304
Year： 2022
Issue： 2
Volume： 53
Page： 153-164
1 . 4 0 5
JCR@2018
CAS Journal Grade：3
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