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07
2026
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04
JMS：具有刚性和含阳离子柔性链段聚合物结构的设计与优化，用于制备耐用的碱性水电解用阴离子交换膜
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本文摘要
兼具优异离子电导率和良好结构耐久性的阴离子交换膜（AEMs）对于确保碱性水电解的**和持久运行至关重要。在此，引入4,7-二苯基-1,10-菲咯啉（DP）作为共聚单体，制备了季铵化的聚（对三联苯-co-4,7-二苯基-1,10-菲咯啉-N-甲基哌啶）（QPTDP）聚合物。使用1,4-二甲基-1,4-二氨基乙基哌啶溴化物（DPB）对聚合物进行交联，得到富含季铵基团的膜（记为QPTDP-xDPB）。根据原子力显微镜和透射电子显微镜的相图，体积庞大的DP单元调控了膜的微观结构。此外，DP中的两个氮原子可以作为氢键受体，从而有利于在膜中形成氢键网络。交联剂带来的富含阳离子的结构增强了膜的机械强度，并且动态蒸汽吸附测试证实其促进了水的扩散。优化后的QPTDP-10DPB膜在80°C下显示出153.8 mS cm⁻¹的OH⁻电导率，溶胀率被抑制在20.8%，断裂拉伸应力提升至52.1 MPa。该膜在80°C的3 M KOH中老化1800小时后，仍保留其初始电导率的90%以上。基于QPTDP-10DPB膜的水电解池在80°C、2 V电压下达到3.71 A cm⁻²的电流密度，并在0.5 A cm⁻²、60°C条件下表现出超过70小时的操作耐久性。
原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/BZK4Ucgk98GwIFjvQjQK4g
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