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1、第19卷第4期化 学 进 展Vol.19No.42007年4月PROGRESSINCHEMISTRYApr.,20073壳聚糖固体聚合物电池用膜33崔 铮 相 艳 张 涛(北京航空航天大学材料科学与工程学院 北京100083)摘 要 壳聚糖是甲壳素脱乙酰基的产物,具有良好的成膜性、生物相容性、环保以及价格低廉等特点。作为一种碱性高分子膜材料,近年来已成为聚电解质研究领域中的研究热点。本文综述了壳聚糖固体聚合物电池用膜的研究现状,其改性工艺主要包括共混、化学改性、质子酸掺杂、无机盐掺杂等方法,比较了各种工艺处理后壳聚糖固体聚合物电解质膜的性能差异,并就壳聚糖固体聚合物电解质膜中
2、离子传导机理中有待解决的问题进行探讨,并提出了进一步改进壳聚糖固体聚合物电解质膜性能的研究思路。关键词 壳聚糖膜 改性 聚电解质 燃料电池 电导率中图分类号:O636;TM91114文献标识码:A文章编号:10052281X(2007)0420583207Chitosan2BasedSolidPolyelectrolyteMembranesforCellApplication33CuiZhengXiangYanZhangTao(SchoolofMaterialScienceandTechnology,BeijingUniversityofAeronauticsandAstro
3、nautics,Beijing100083,China)AbstractChitosan(N2acetylatedchitin)isanalkalinepolymermembranematerialwhichisbiocompatible,nontoxic,natural,environmentallyfriendly,andlowcost.Ithasbeenwidelystudiedforuseasapolyelectrolytematerial.Thispaperreviewstheapplicationsofchitosan2basedsolidpolyelectrol
4、ytemembranesinfuelcells.Methodsforpreparingchitosanmembranesarediscussedwhichincludeblending,chemicalderivatization,anddopingwithprotonacidsorinorganicsalts.Theeffectsofthesemodificationsontheperformanceofvariouschitosan2basedmembranesaredescribed.Someunsolvedproblemsinprotonconductivitymec
5、hanismstudiesarementioned.Somedirectionsforfutureresearchonchitosan2basedmembranesasapolyelectrolytematerialarealsosuggested.Keywordschitosanmembrane;modification;polyelectrolyte;fuelcells;electricconductivity换膜、固定化酶膜及医学用膜等。1 引言燃料电池以其高效、污染小、可靠性高及维护性 壳聚糖(chitosan,1,42二氨基222脱氧2β2D2葡萄好等诸多优点,被
6、誉为是继水力、火力和核能之后第糖),是甲壳素脱乙酰基的产物,广泛存在于虾壳和四代发电装置,而聚合物电解质燃料电池(PEMFC)蟹壳中。其分子链上有众多的羟基和氨基,易于进以其独特的优势,成为适应性最广的燃料电池类[5]行化学改性。壳聚糖的化学改性包括酰化、羧基化、型。聚合物电解质膜是聚合物电解质燃料电池的羟基化、醚化、Schiff碱反应、N2烷基化、酯化、水解、核心组件,其性能好坏直接关系到燃料电池的使用[1—4][6]叠氮化、氧化、卤化以及其它接枝修饰等。同时性能。目前广泛使用的全氟磺酸膜(如Nafion膜)壳聚糖有很好的成膜性,在制膜过程中不涉及毒性尽管具有较好的电化学性
7、质、力学性质以及化学和物质,制膜设备和工艺简便,被广泛应用于超滤膜、热稳定性,较好的电池性能和较高使用寿命,但其制反渗透膜、渗透蒸发膜、透析膜、气体分离膜、离子交备工艺复杂、价格昂贵,高温和低湿度的条件下工作收稿:2006年5月,收修改稿:2006年8月3国家自然科学基金项目(No.20403002)资助33通讯联系人 e2mail:xiangy@buaa.edu.cn©1994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsres
