壳聚糖季氨化聚乙烯醇离子交换膜制备表征

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1、壳聚糖/季氨化聚乙烯醇离子交换膜制备表征孟枫舒,张宏翔,陈乾,庄佳瑗,石华峰,孙玉俊,江献财*(福州大学,石油化工学院,福建福州350116)指导教师:江献财职称:副教授摘要:采用氯化铝水溶液为壳聚糖(CS)的溶剂,通过季氨化改性得到季氨化的PVA(QPVA),并通过溶液复合制备得到了QPVA/CS复合薄膜,并研究了QPVA/CS复合薄膜作为碱性燃料电池隔膜的性能。通过傅里叶变换红外光谱、X射线衍射分析和力学性能测试研究氯化铝和甘油对QPVA/CS复合薄膜的性能的影响。通过吸水率研究了QPVA/CS复合薄膜的吸水性能,并对复合薄

2、膜的离子传导率进行了测定。研究结果表明,同时加入氯化铝和甘油改性时,制备的QPVA/CS复合薄膜的性能较好,其拉伸强度为23(±0.67)MPa,断裂伸长率为235(±2.85)%,离子传导率为2.028×10-2Scm-1。关键词:壳聚糖,聚乙烯醇,阴离子交换膜,六水合氯化铝,甘油Preparationandcharacterizationofquaternizedpoly(vinylalcohol)/chitosancompositeanionexchangemembraneFengshuMeng,HongxiangZhang

3、,QianChen,JiayuanZhuang,HuafengShi,YujunSun,XiancaiJiang(Schoolofchemicalengineering,FuzhouUniversity,Fuzhou,Fujian350116,China)Abstract:InthispaperAlCl3·6H2Oaqueoussolutionwasusedasthesolventforchitosan,andquaternizedpoly(vinylalcohol)/CS(QPVA/CS)membranewaspreparedb

4、ysolutioncasting.TheeffectofAlCl3·6H2Oonthethehydrogenbondinginteraction,crystallinepropertiesandmechanicalpropertieswasstudiedbyfouriertransformedinfraredspectra,X-raydiffractionmeasurementandtensiletesting,respectively.TheionconductivityofQPVA/CSmembranewasstudiedby

5、ACimpedancemethod.TheresultsshowedthatbothAlCl3·6H2OandglycerolcouldforminteractionwithQPVA/CS.WiththeadditionofAlCl3·6H2Oandglycerol,thecrystallinityofQPVA/CSmembranedecreasedandtheflexibilityofQPVA/CSmembraneincreased.WiththeadditionofAlCl3·6H2Oandglycerol,theelonga

6、tionatbreakofQPVA/CScouldreachto235±2.85%andtheionconductivitycouldreachto2.028×10-2Scm-1.TheresultsofthispaperprovidedanewwayforthepreparationofhighperformanceQPVA/CScompositeanionexchangemembrane.基金项目:福州大学国家级大学生创新创业训练计划项目(201610386014)。作者简介:孟枫舒(1997-),男,在读本科生。联系人:江献

7、财(1985-),男,讲师,主要从事聚乙烯醇和壳聚糖复合材料制备工作。Email:jiangxc@fzu.edu.cn。Keywords:chitosan,poly(vinylalcohol),anionexchangemembrane,AlCl3·6H2O,glycerol燃料电池隔膜是燃料电池中的关键部件[1]。近年来通过环境友好、成本低廉和电导率高的高分子膜制备燃料电池隔膜已成为研究趋势。壳聚糖是一种重要的天然高分子材料,其成膜工艺简单,且制备的薄膜具有好的综合性能,使得CS在燃料电池隔膜的制备中具有好的应用前景[2]。壳聚

8、糖作为单一材料使用时往往存在着很多不足,将壳聚糖与其他聚合物共混制备得到复合薄膜是提高壳聚糖薄膜性能的重要途径,也受到了越来越多的关注。聚乙烯醇(PVA)是一种性能优良的水溶性高分子,PVA具有优良的生物相容性、阻隔性和机械性能,且PVA也是可生物

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