含全氟环丁基的嵌段型质子交换膜材料的设计、合成及结构与性能关系研究

基金项目类型：

国家自然科学基金

基金项目编号：

51303029

来源网站：

国家自然科学基金委员会

来源网址：

http://www.nsfc.gov.cn/

负责人：

朱园勤

完成单位：

广西大学

中文关键词：

含氟聚合物; 全氟环丁基; 后能化; 质子交换膜;

其他语种关键词：

Fluorinated polymers; Perfluorocyclobutyl; Post-functionalization; Proton exchange membraness

项目类型：

青年科学基金项目

语种：

中文

开始日期：

2014-01-01

结束日期：

2016-12-31

中文摘要：

质子交换膜燃料电池技术能将氢和氧的化学能直接转换成电能，具有高效、环境友好和应用广泛等特点, 对缓解我国能源紧张和环境污染问题具有重要的现实意义。针对目前传统芳香碳氢型质子交换膜(PEM)在中温、低相对湿度条件下性能差的问题，本申请提出利用全氟环丁基芳基醚聚合物构建新型嵌段型PEM材料。通过亲核缩聚反应构建嵌段共聚物的主链和采用接枝的方法引入磺化侧链，合成一系列含全氟环丁基的磺化嵌段共聚物。利用NMR、FT-IR、DSC和TGA对聚合物进行表征。考察磺化聚合物膜的质子传导率、尺寸和氧化稳定性等性能，研究含氟量、磺化度、主侧链结构以及嵌段长度对膜性能的影响。利用TEM、SEM和SAXS考察膜的微相分离形态，建立膜的结构、形态、性能之间的关系，探讨如何从聚合物结构设计层面来改善聚合物膜的微相分离形态，提高膜在中温、低相对湿度条件下的性能，以期为新型PEM材料的设计与开发提供新思路和理论依据。