四甲基氢氧化铵改性聚偏氟乙烯一步接枝丙烯酰胺基甲基丙磺酸膜的研制

高分子材料科学与工程, 2016, 32(4): 132-136. doi: 10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.04.025

四甲基氢氧化铵改性聚偏氟乙烯一步接枝丙烯酰胺基甲基丙磺酸膜的研制

张董 ^1, , 郭贵宝 ^2, , 郝燕 ^3, , 安胜利 ^4, , 张嘉汉 ^5, , 闫凯波 ^6,

1.内蒙古科技大学化学与化工学院,内蒙古包头,014010

2.内蒙古科技大学化学与化工学院,内蒙古包头,014010

3.内蒙古科技大学化学与化工学院,内蒙古包头,014010

4.内蒙古科技大学化学与化工学院,内蒙古包头,014010

5.内蒙古科技大学化学与化工学院,内蒙古包头,014010

6.内蒙古科技大学化学与化工学院,内蒙古包头,014010

基金项目: 内蒙古自治区自然科学基金资助项目(2013MS0210) 国家自然科学基金资助项目(51474133) 内蒙古科技大学大学生科技创新基金(2014073)

关键词：直接甲醇燃料电池 , 聚偏氟乙烯 , 四甲基氢氧化铵 , 2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸

Preparation and Characterization of Membranes Synthesized via One-Step Grafting Acrylamido-Methyl Propane Sulfonic onto Poly(Vinylidene Fluoride) Modified by Tetramethylammonium Hydroxide

Keywords： direct methanol fuel cell , polyvinylidene fluoride , tetramethylammonium hydroxide , 2-acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid

利用一步合成法,将2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)直接接枝到四甲基氢氧化铵(TMAH)改性的聚偏氟乙烯(PVDF)基质中,制得PvDF-g-AMPS膜.采用傅里叶变换红外光谱和能谱扫描电镜检测膜的结构、形貌及硫的分布,并研究了不同质量分数的TMAH对此膜电导率和甲醇渗透率的影响.结果表明,TMAH改性PVDF脱去HF产生C=C且AMPS成功接枝到PVDF上,硫元素在膜内外分布均匀;膜的电导率和甲醇渗透率随TMAH含量的增多而增大,TMAH质量分数为20％时,室温下电导率最大为0.0857 S/cm,甲醇渗透率为3.56×10-7 cm2/s.热重分析表明,膜的热稳定性良好,耐热温度高达260℃.该膜作为电解质材料的直接甲醇燃料电池(DMFC)功率密度达到18.81 mW/cm2.

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