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锌季铵酞菁(Pc)铸成Pc-PPO-y阴离子交换膜的OH-电导率探究
发布时间:2020-12-23     作者:axc   分享到:

西安齐岳生物实验室技术人员利用酞菁这类大环分子的自聚集特性,强迫阳离子基团有序堆叠,从而构造OH-传递快速通道。通过在溴代聚2,6-二甲基-1,4-亚苯基氧化物(BPPO)环上引入含有4个季铵基团的锌季铵酞菁(Pc)侧链,铸成Pc-PPO-y阴离子交换膜(图1d)。

其设计思路是:每个QAPc含有四个季铵基团(QA),因此酞菁侧链可以作为多阳离子处理,这些多阳离子基团可以吸引H2OOH-离子形成传输区域;而QAPc中的酞菁大环之间的强π-π相互作用可迫使这些带正电荷的头部基团(-N(CH3)3+)紧密堆叠,从而形成有序的亲/疏水OH-通道,进而实现在不增加IEC的前提下, OH-传导性提升的效果。因此,与常规的构筑AEM的方法相比,这种方法不仅能够增加膜的电导率和强韧性,还能构筑有序的离子通道。

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如图2所示,由该方法获得的阴离子交换膜Pc-PPO-10成功实现了在80℃高达236.2 mS cm-1OH-电导率,这一水平已经超过了Nafion质子交换膜。

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我们通过如图3所示的粗粒度分子动力学(CG-MD)模拟探究了QAPc的聚集行为和对OH-传输行为的影响。可以看到, Pc-PPO-10膜中有5个以上的酞菁大环有序堆叠,从而形成OH-通道,为OH-离子提供了更加高效的迁移环境,其OH-的均方位移(MSD)相较无酞菁环的膜体系提升接近1倍。得益于此,该类Pc-PPO-10在碱性燃料电池体系中,单电池的峰值功率密度可达343.8 mW cm-2@80℃。

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如上所述,我们利用酞菁的自聚集行为,在阴离子交换膜内部构建了高效的OH-传输通道,在不增加膜离子交换容量的前提下实现了超越Nafion质子交换膜的OH-传递效率,

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【运输说明】:


极低温产品:极低温产品运输过程中加装干冰运输。

低温产品:低温产品运输过程中加装冰袋运输。

常温产品:常温产品运输过程中无需加冰或者特殊包装。


【目前合作的部分科研单位】:

重庆医科大学,西南大学,第三军医大学,西南交通大学,重庆大坪医院,四川大学,华西医院,电子科技大学,哈尔滨工业大学,吉林大学,长春应化所,沈阳药科大学,中国海洋大学,北京大学,清华大学,北京理工大学,北京师范大学,北京中医药大学,中国农业大学,北京市肿瘤防治研究所,北京军事医学科学院,中国科学院动物研究所,中国科学院化学研究所,第四军医大学,西安交通大学,湖南大学,中南大学,武汉大学,武汉协和医院,华中科技大学,中山大学,广东药科大学,深圳大学,华南理工大学,中国科研学院先进技术研究院,厦门大学,福州大学,浙江大学,南京大学,南京医科大学,东南大学,中国药科大学,苏州大学,山东大学,山东师范大学,上海交通大学,华东理工大学,复旦大学,郑州大学,河南烟草局,宁夏医科大学,新疆大学,中国人民大学,中国科学院苏州纳米研究所,国家纳米科学中心,武汉病毒研究所,中国科学院过程工程研究所,江苏省原子医学研究所,中国科学院宁波材料技术与工程研究所,中国科学院上海硅酸盐研究所,中国医学科学院生物医学工程研究所等等

 

【目前合作过的药厂】:

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