新型摻雜Gemini分子陰離子交換膜的制備與表征

張彩鳳，封瑞江*，王璐璐，王吉林，谷禹南，賀小平

(1.遼寧石油化工大學化學化工與環境學部石油化工學院,遼寧 撫順 113001；2.遼寧石油化工大學順華能源學院,遼寧 撫順 113001)

直接甲醇燃料電池(DMFC)因其高效、高能量密度、燃料儲運方便等優點成為最具開發前景的新能源之一。固體膜材料是DMFC的關鍵組成部分，目前使用的Nafion膜因其價格昂貴且阻醇性能差[1]，而且需要使用貴金屬催化劑，阻礙了DMFC的商業化發展。因此，開發適用于DMFC的離子交換膜已成為國內外研究的一大熱點。其中陰離子交換膜因為具有甲醇透過率低、可以使用非貴金屬催化劑、燃料甲醇更容易氧化等優點[2-5]而受到越來越多的關注。作為堿性燃料電池的核心部件，陰離子交換膜最需要改進的性能之一是電導率。一般情況下，離子交換量越高，可供交換的OH-越多，電導率相應也越高[6]。目前報道的陰離子交換膜通常采用提高季銨、季膦基團接枝率的辦法來提高陰離子膜的離子交換量，進而提高電導率,但是需要使用強致癌物質，同時膜的穩定性變差，在電導率和穩定性方面都無法達到Nafion膜的性能。因此尋找一種可簡單有效的引入陽離子活性點位，進而提高陰離子交換膜電導率的制膜方法對于加快DMFC的商業化變得更具現實意義。

殼聚糖是天然氨基多糖，具有優良的生物親和性，無毒，易于化學改性[7]等優勢,使其在聚電解質領域中受到較多關注[8]。Wan Y等[2]將其與2,3-環氧丙基三甲基氯化銨反應制備得到含有季銨基團的季銨化殼聚糖(QCS)，交聯后得到燃料電池使用的陰離子交換膜。……