1. Trang chủ
  2. » Kinh Doanh - Tiếp Thị

Nghiên cứu chế tạo và tính chất của màng trao đổi anion trên cơ sở poly(vinyl alcohol) cho pin nhiên liệu kiềm

38 456 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 38
Dung lượng 1,35 MB

Nội dung

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ------Nguyễn Thị Điệp NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA MÀNG TRAO ĐỔI ANION TRÊN CƠ SỞ POLYVINYL ALCOHOL CHO PIN NHIÊN

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

- -Nguyễn Thị Điệp

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA MÀNG TRAO ĐỔI ANION TRÊN CƠ SỞ POLY(VINYL ALCOHOL) CHO PIN NHIÊN LIỆU KIỀM

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội, Năm 2017

Trang 2

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

- -

Nguyễn Thị Điệp

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT CỦA MÀNG TRAO ĐỔI ANION TRÊN CƠ SỞ POLY(VINYL ALCOHOL) CHO PIN NHIÊN LIỆU KIỀM

Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và hóa lý

Mã số: 60440119

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS Nguyễn Thị Cẩm Hà

TS Nguyễn Văn Thức

Hà Nội, Năm 2017

Trang 3

MỤC LỤC

Danh mục hình vẽ Danh mục bảng Bảng kí hiệu các chữ viết tắt

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN 2

1.1 Pin nhiên liệu kiềm 2

1.1.1 Giới thiệu 2

1.1.2 Ưu điểm của pin nhiên liệu kiềm 2

1.1.3 Yêu cầu cấp thiết của việc chế tạo màng trao đổi anion 3

1.2 Các hệ màng trao đổi anion 4

1.2.1 Màng trao đổi anion đồng thể 4

1.2.1.1 Giới thiệu 4

1.2.1.2 Trùng hợp hoặc trùng ngưng monomer có tính cation 4

1.2.1.3 Quá trình đưa nhóm cation vào màng 7

1.2.1.4 Các phương pháp đưa tiểu phân bán cation vào polymer bằng biến tính hóa học 9

1.2.2 Màng trao đổi anion dị thể 13

1.3 Các phương pháp sử dụng để khảo sát tính chất của màng 17

1.3.1 Phương pháp xác định độ dẫn ion của màng 17

1.3.2 Phương pháp xác định khả năng trao đổi ion 19

1.3.3 Phương pháp xác định khả năng hút nước 19

1.3.4 Độ bền nhiệt và độ bền cơ học 20

1.3.5 Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân nghiên cứu cấu trúc của màng 20

CHƯƠNG 2-THỰC NGHIỆM Error! Bookmark not defined.

2.1 Hóa chất sử dụng, thiết bị, dụng cụ thí nghiệm Error! Bookmark not

defined.

2.2 Quy trình chế tạo màng trao đổi anion trên cơ sở sự biến tính của PVA

Trang 4

Error! Bookmark not defined.

2.3 Quy trình chế tạo màng trao đổi anion

poly(styren-co-vinylbenzyltrimethylammonium hydroxide) Error! Bookmark not

defined.

2.4 Các phương pháp nghiên cứu sử dụng Error! Bookmark not defined.

2.4.1 Phương pháp đo phổ tổng trở Error! Bookmark not defined 2.4.2 Xác định khả năng trao đổi ion (IEC) của màng Error! Bookmark

not defined.

2.4.3 Xác định khả năng hút nước của màng Error! Bookmark not

defined.

2.4.4 Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân(NMR), hình ảnh bề mặt

của vật liệu (SEM) Error! Bookmark not defined.

2.4.4.1.Phổ cộng hưởng từ hạt nhân (NMR) Error! Bookmark not

defined.

2.4.4.2 Ảnh hiển vi điện tử quét (SEM) Error! Bookmark not defined.

2.3.5 Phương pháp phân tích nhiệt Error! Bookmark not defined.

CHƯƠNG 3-KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN Error! Bookmark not defined.

3.1 Màng trao đổi anion trên cơ sở sự biến tính PVA Error! Bookmark not

defined.

3.1.1 Chứng minh sự ghép mạch của PVA ( bằng phổ 13 C-NMR) Error!

Bookmark not defined.

3.1.2 Hình thái học bề mặt Error! Bookmark not defined 3.1.3 Tính chất của màng trao đổi anion PVA-PVA-xKOH Error!

Bookmark not defined.

3.2 Màng trao đổi anion poly (styren-co-vinylbenzyltrimethylammonium

hydroxide) Error! Bookmark not defined.

3.2.1 Chứng minh tổng hợp thành công Error! Bookmark not defined 3.2.2 Tính chất điện hóa Error! Bookmark not defined.

KẾT LUẬN Error! Bookmark not defined.

Trang 5

TÀI LIỆU THAM KHẢO 24

Trang 6

DANH MỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 AEM trên cơ sở DVB và bậc bốn hóa bromoalkyloxymethylstyrenes[23]

5

Hình 1.2.Sơ đồ tổng hợp AEM trên cơ sở norbornene và dicyclopentadiene[36] 6

Hình 1.3 Sự tổng hợp màng trên cơ sở tetraalkylammonium và cyclooctene [26] 6

Hình 1.4 Sự tổng hợp AEM bằng bức xạ ghép ethylene-tetrafluoroethylene (ETFE)[19] 7

Hình 1.5 Màng chứa nhóm chức ammonium bậc 4 được gắn vào bằng bức xạ trên nền ETFE[18] 8

Hình 1.6 Sơ đồ tổng hợp AEM trên cơ sở polyethylene và tia UV[30] 9

Hình 1.7 Cấu trúc hóa học của poly(epichlorohydrin) bậc bốn hóa bởi TEA và DABCO [10] 10

Hình1.8 Sơ đồ tổng hợp màng poly(epichlorhydrin-co-allyl glycidyl ether) bậc bốn và liên kết chéo[9] 11

Hình 1.9 Sơ đồ tổng hợpmàng từ PVA pha trộn với 14

tetraethyl ammonium chloride [6] 14

Hình 1.10 Sơ đồ liên kết chéo của PVA sử dụng bức xạ[32] 15

Hình 1.11 Quy trình tổng hợp alkoxysilane mang điện-chức hóa polyethylene oxide (PEO) để tạo màng (PEO-[Si(OCH3)3]2)[43] 16

Hình 1.12 Sơ đồ mạch điện của hệ điện hóa 18

Hình 1.13 Phổ Nyquist của một hệ điện hóa không xảy ra khuếch tán 18

Hình 1.14 Phổ 1H-NMR của (a) PVA, (b) MGMC, (c) QPVA[48] 22

Hình 1.15.Phổ 13C-NMR poly(epichlorydrin-co-allyl glycidyl ether) bậc bốn[9] 23

Hình 2.1 Thiết bị đo điện hóa đa năng Autolab 30 (Hà Lan) Error! Bookmark not

defined

Hình 3.1 Phổ 13C-NMR của PVA biến tính (PVA-PVA) Error! Bookmark not

defined

Hình 3.2 Sơ đồ ghép mạch PVA-PVA Error! Bookmark not defined

Trang 7

Hình 3.3 Ảnh SEM của màng trên cơ sở của PVA(a), PVA-PVA(b) và

PVA-PVA-0,25gKOH (c) Error! Bookmark not defined Hình 3.4 Phổ tổng trở của màng ( PVA-PVA-0,25g KOH) Error! Bookmark not

Hình 3.7 Sự phụ thuộc độ hấp phụ nước của màng (PVA-PVA-xKOH) vào khối

lượng ban đầu của KOH Error! Bookmark not defined

Hình 3.8 Kết quả sự hấp phụ nước của màng với các lượng tác nhân liên kết chéo

khác nhau ở các nhiệt độ khác nhau[48] Error! Bookmark not defined Hình 3.9 Đường TG và DTG của màng PVA-PVA-0,5gKOH Error! Bookmark

not defined

Hình 3.10 Phổ 1H-NMR của poly(styren-co-vinylbenzylchloride) tổng hợp được

trong DMSO Error! Bookmark not defined

Trang 8

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3.1 Đặc trưng tính chất của màng trao đổi trên cơ sở của

PS-co-VBTMA-OH 42

Trang 9

BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Từ viết tắt Tiếng Anh Tiếng Việt

AAEM alkaline anion exchange

membrane

màng trao đổi anion kiềm

AEM anion exchange

membrane

màng trao đổi anion

AFC alkaline fuel cell pin nhiên liệu kiềm

DAFC direct alcohol fuel cell pin nhiên liệu ancol trực tiếp

DMAFC directmethanolalkalinefu

elcell

pin nhiên liệu kiềm ancol trực tiếp

PEM proton exchange

membrane

màng trao đổi proton

PEMFC proton exchange

membrane fuel cell

pin nhiên liệu màng trao đổi proton

PVA poly(vinyl alcohol) poly(vinyl ancol)

Trang 10

MỞ ĐẦU

Việt Nam là một nước có nền kinh tế đang phát triển, vì vậy nhu cầu sử dụng năng lượng đã và sẽ tồn tại ở mức cao Trong khi đó áp lực về sự cạn kiệt nguồn năng lượng hóa thạch cũng như thực hiện các cam kết cắt giảm lượng khí thải công nghiệp…, đặt ra yêu cầu cần phải phát triển các nguồn năng lượng tái tạo và thân thiện với môi trường Pin nhiên liệu là một trong những nguồn năng lượng có thể đáp ứng được những yêu cầu trên Hiện nay, ở nước ta đã có nhiều nhóm nghiên cứu về pin nhiên liệu Tuy nhiên, phần lớn các nghiên cứu chỉ dừng lại ở mức nghiên cứu chế tạo vật liệu điện cực Vấn đề nghiên cứu về chất điện li, đặc biệt là màng điện li ứng dụng cho pin nhiên liệu nói chung và pin nhiên liệu kiềm nói riêng còn là vấn đề quan trọng chưa được các nhà khoa học trong nước quan tâm nghiên cứu Vì vậy, để thực hiện mục tiêu chế tạo được hệ pin nhiên liệu trong điều kiện ở Việt Nam thì vấn đề nghiên cứu chế tạo màng trao đổi ion là một vấn đề cấp thiết

cần được quan tâm nghiên cứu và phát triển Do đó, luận văn thực hiện “Nghiên

cứu chế tạo và tính chất của màng trao đổi anion trên cơ sở poly(vinyl alcohol) cho pin nhiên liệu kiềm”, với mục tiêu bước đầu chế tạo được màng trao đổi anion

có thể đáp ứng được yêu cầu của pin nhiên liệu

Trang 11

CHƯƠNG 1- TỔNG QUAN 1.1 Pin nhiên liệu kiềm

Các pin nhiên liệu kiềm có nhiều ưu điểm hơn so với pin nhiên liệu màng trao đổi proton trên cả hai mặt động học catot và phân cực ohm Bản chất ít gây ăn mòn của môi trường kiềm đảm bảo độ bền lớn hơn của pin Động học của các phản ứng trong các pin nhiên liệu kiềm cho phép sử dụng chất xúc tác điện hóa bằng các kim loại có chi phí thấp như bạc và niken, dẫn đến giá của AFC thấp hơn so với PEMFC khi sử dụng chất xúc tác platin Do đó, AFC lại được quan tâm trở lại trong những năm gần đây Một vấn đề có ảnh hưởng không tốt đến AFC là quá trình cacbonat hóa của dung dịch chất điện li kiềm do CO2 từ không khí hoặc các sản phẩm oxi hóa của nhiên liệu,

đã được giải quyết khi sử dụng màng trao đổi ion OH- (AAEMs) [4]

Pin nhiên liệu kiềm thường dùng dung dịch kali hidroxit (KOH) làm chất điện li, với nồng độ dung dịch thay đổi từ 30 - 45% tùy theo từng hệ thống [13] Lý do KOH được chọn làm chất điện li vì quá trình oxi hóa xảy ra trong môi trường kiềm thường tốt hơn trong môi trường axit Mặt khác, trong các hidroxit kim loại kiềm thì KOH có

độ dẫn điện cao nhất

1.1.2 Ưu điểm của pin nhiên liệu kiềm

Trang 12

Pin nhiên liệu kiềm, một trong những loại lâu đời nhất của pin nhiên liệu, vận hành giữa nhiệt độ môi trường và 900C có hiệu suất chuyển hóa năng lượng cao hơn so với các pin nhiên liệu khác như pin nhiên liệu màng trao đổi proton (PEMFC), pin nhiên liệu oxit rắn và pin nhiên liệu axit photphoric

Pin nhiên liệu kiềm có ưu điểm là cho phép sử dụng các chất xúc tác kim loại không quý, chi phí thấp để làm điện cực

Trong pin nhiên liệu kiềm sử dụng màng trao đổi anion, dung dịch KOH được thay thế bằng một chất điện ly trên cơ sở màng polyme Điều này có thể khắc phục những vấn đề của sự rò rỉ điện và kết tủa cacbonat trên các điện cực

Pin nhiên liệu hoạt động tốt ở nhiệt độ thường, độ bền của pin cao (có thể lên đến 40.000 giờ)

Nhiên liệu được lưu trữ, vận chuyển dễ dàng và có mật độ năng lượng cao

1.1.3 Yêu cầu cấp thiết của việc chế tạo màng trao đổi anion

Hiện nay, màng trao đổi ion đang được sử dụng trong nhiều lĩnh vực Một trong những ứng dụng quan trọng nhất là việc sử dụng chúng trong các pin nhiên liệu, do nhu cầu cao về năng lượng trên toàn cầu Pin nhiên liệu kiềm sử dụng màng trao đổi anion được cho là một hướng nghiên cứu đầy hứa hẹn, thu hút được sự quan tâm rộng rãi, do nhiều ưu điểm như động học của các phản ứng khử nhanh hơn, có nhiều sự lựa chọn điện cực là các kim loại không quý, chi phí thấp như Ag hoặc Ni và dễ quản lý nước

Một trong những yếu tố quan trọng nhất có ảnh hưởng đến hiệu suất của pin nhiên liệu màng trao đổi anion (AEMFC) là tính chất của các màng trao đổi anion (AEM) Độ dẫn ion cao, khả năng kiểm soát nước tốt, hình thái học bề mặt ổn định,

có độ bền cơ học, nhiệt học và bền hóa học là những yêu cầu cơ bản cho màng trao đổi anion AEM để được ứng dụng trong pin nhiên liệu kiềm

Màng trao đổi anion là một bộ phận rất quan trọng trong cấu tạo của pin nhiên liệu kiềm Để có thể ứng dụng cho pin nhiên liệu kiềm, màng trao đổi anion cần đạt được những tính chất sau:

- Có khả năng trao đổi anion OH- cao

Trang 13

- Có độ dẫn anion cao

- Có độ bền cơ học và bền với môi trường kiềm

- Bền với nhiệt độ (thông thường pin nhiên liệu kiềm làm việc trong khoảng nhiệt độ thấp hơn 1000C, do đó màng trao đổi anion cần có độ bền nhiệt tới

1000C)

- Khả năng hút nước không quá cao

- Chiều dày của màng không quá lớn

- Giá thành thấp

1.2 Các hệ màng trao đổi anion

1.2.1 Màng trao đổi anion đồng thể

1.2.1.1 Giới thiệu

Màng đồng thể là loại màng được tạo thành từ cation polyme có khả năng trao đổi anion Những polyme này có chứa các nhóm ion như nhóm ammonium bậc

4 được cấy ghép vào khung xương của mạch polyme

Tồn tại những phương pháp khác nhau dùng để chế tạo màng trao đổi anion đồng thể [25]:

- Trùng hợp hoặc trùng ngưng monome chứa nhóm chức, nhóm này có thể trở lại làm nhóm trao đổi anion, có thể đồng trùng hợp với những monome (không) nhóm chức và cuối cùng tạo thành màng trao đổi anion

- Đưa các nhóm cation vào màng bằng cách trực tiếp như gắn monome

đã được nhóm chức hóa hoặc bằng cách gián tiếp như gắn các monome chưa được nhóm chức hóa sau đó tiến hành phản ứng nhóm chức hóa

- Đưa nhóm bán cation vào polyme (hoặc hỗn hợp polyme) bằng sự điều chỉnh hóa học, sau đó hòa tan polyme và tạo thành màng

1.2.1.2 Trùng hợp hoặc trùng ngưng monome có tính cation

Tác giả [24, 35] đã chế tạo màng trao đổi anion có nhiều liên kết chéo Trùng hợp chloromethylstyrene được thực hiện dễ dàng sau khi đã tiến hành phản ứng bậc bốn hóa Tuy nhiên, polyme này cần phải được liên kết chéo Divinylbenzene đã được dùng để tạo liên kết chéo trong cả phản ứng trùng hợp và phản ứng bậc bốn

Trang 14

hóa Màng thu được có khả năng trao đổi ion tốt (0,83-2,38x10-3 mol.g-1) và hàm lượng nước rất thấp Một phương pháp khác chế tạo màng từ việc clomethyl hóa polysulfone, tiến hành phản ứng đồng trùng hợp thông qua liên kết chéo của cloromethylstyren với divinylbenzene và một loạt các diamine (bằng cách thay đổi

độ dài của mạch alkyl) AEMs có khả năng trao đổi anion đạt 1,8 x10-3 mol/g [34]

Tương tự, nghiên cứu [23] đã sử dụng DVB (divinylbenzene) để tạo liên kết chéo bằng phản ứng đồng trùng hợp với bromoalkylstyrenes hoặc

bromoalkyloxymethylstyrenes, sau đó bậc bốn hóa với triethylamine (hình 1.1) Khả năng trao đổi anion của vật liệu thu được có chứa nhóm bromoalkoxy trong khoảng 3-4 x10-3 mol/g Loại màng này có độ bền nhiệt cao

Hình 1.1 AEM trên cơ sở DVB và bậc bốn hóa bromoalkyloxymethylstyrenes[23]

Nghiên cứu [36] đã đưa ra báo cáo về việc tìm ra phản ứng mở vòng thành olefin, qua đó hỗ trợ quá trình điều chế màng trao đổi anion dạng kiềm thông qua phản ứng đồng trùng hợp của tetraalkylammonium chức hóa norbornene với dicyclopentadiene (hình 1.2) Màng mỏng điều chế được có độ bền cơ học cao và có

độ dẫn hydroxyl cao (28 S.cm-1) [36]

Trang 15

Hình 1.2.Sơ đồ tổng hợp AEM trên cơ sở norbornene và dicyclopentadiene[36]

Một cách mới để chế tạo màng trao đổi anion được phát triển với vật liệu ban đầu chứa tetraakylammonium (hình 1.3) Độ dẫn riêng của màng đạt 68,7x10-3Scm-1tại 220C và 111x10-3 Scm-1 tại 500C [26] Màng cũng có độ dẫn ion hidroxyl tốt và

độ bền cơ học cao, là những yếu tố giúp cho màng trở thành tiềm năng để ứng dụng vào pin nhiên liệu

Hình 1.3 Sự tổng hợp màng trên cơ sở tetraalkylammonium

và cyclooctene [26]

Nghiên cứu [16] đã sử dụng nhóm tetraalkylammonium để chức hóa polyethylene nhằm tạo ra màng trao đổi anion mới Kết quả nghiên cứu cho thấy màng có độ bền cơ học cao với độ dẫn ion đạt 40x10-3Scm-1 tại 200C, được ứng dụng phù hợp với điều kiện hoạt động của pin nhiên liệu kiềm

Tác giả [41] đã tổng hợp poly(methyl vinylbenzyl chloride ) bậc 4 hóa Thay vì biến tính các polyme có sẵn trước đó, một

Trang 16

methacrylate-co-butylacrylate-co-số monome với các nhóm chức chọn trước được đồng trùng hợp Trong nghiên cứu này, methyl methacrylate được dùng để làm tăng độ bền cơ học cho màng, vinylbenzyl clorua cung cấp nhóm chức và cuối cùng butyl acrylat được dùng để làm cho vật liệu dẻo dai hơn Polyme thu được có độ dẫn ion là 8,2x10-3Scm-1 tại

800C Khi thử nghiệm loại màng này trong pin nhiên liệu thu được một đỉnh của mật độ năng lượng là 35x10-3Wcm-2 tại 600C [41]

1.2.1.3 Quá trình đưa nhóm cation vào màng

Một phương pháp khác để điều chế màng trao đổi anion là bắt đầu từ polyme

và đính thêm các monome chứa nhóm chức hoặc các monome có thể biến tính Việc ghép được tiến hành bằng các phương pháp như hồng ngoại, UV hoặc plasma Chloromethyl styrene(CMS) có độ bền cao nên được ưu tiên dùng trong ghép bức

Trang 17

điều kiện vận hành của pin nhiên liệu với loại màng cho đỉnh có mật độ năng lượng 55x10-3W/cm2 tại hiệu điện thế 0,5V ở 500C và độ ẩm 100%

Loại màng chứa nhóm chức ammonium bậc 4 được gắn vào bằng bức xạ trên nền ETFE ( hình 1.5) có độ dẫn cao (34 x10-3 S/cm ở 500C) [18] Những nghiên cứu [2, 18, 20, 31] đã phát triển loại màng này Hiệu suất vận hành của pin nhiên liệu với loại polyme dẫn này đạt được với các màng có độ dày khác nhau và các điện cực có thiết kế khác nhau (chất xúc tác Pt hoặc không chứa Pt) Mật độ năng lượng của của các màng dày(153µm) là 55x10-3Wcm-2 và đạt 130x10-3Wcm-2 cho màng mỏng (51µm) [20] Kết quả trên đã chỉ ra rằng việc làm giảm độ dày của màng trao đổi anion sẽ giúp cải thiện hiệu suất của pin nhiên liệu do làm giảm điện trở của màng

Hình 1.5 Màng chứa nhóm chức ammonium bậc 4 đƣợc gắn vào bằng bức xạ

trên nền ETFE[18]

Một vài loại màng điều chế bằng cách gắn triflorostyrene vào PVDF, PE, ETFE và PTFE (polytetrafluoroethylene) bằng bức xạ [33] Polyme tạo thành được haloankyl hóa và ammonium bậc 4 hóa để tạo ra màng trao đổi anion Trong các loại màng thì loại dựa trên nền PE có điện trở suất thấp nhất (1,4 Ωcm-2) và khả năng trao đổi ion đạt 0,86x10-3mol.g-1

Trang 18

Với phương pháp khác, nghiên cứu [30] đã chế tạo màng từ polyethylene (PE) bằng cách gắn SOCl2 thay vì monome và sử dụng tia UV (hình 1.6) Sau khi biến tính quang hóa, polyme được chức hóa với diamines

Hình 1.6 Sơ đồ tổng hợp AEM trên cơ sở polyethylene và tia UV[30]

Màng trao đổi anion kiềm (AAEM) được tổng hợp bằng cách dùng chùm tia electron chiếu xạ vào lớp màng poly(ethylene-co-tetrafluoroethylene) gắn với monome vinylbenzyl chloride (VBC) Kết quả là nhóm metylclorua phản ứng ngay với trimethylamine để tạo thành nhóm ammonium bậc bốn Kết quả khảo sát trên pin nhiên liệu sử dụng H2 và O2 cho ra cùng một pic mật độ năng lượng (164±3 x10-3 Wcm-2) với 2 loại màng AAEM điều chế bằng 100% VBC và 20% VBC [27]

1.2.1.4 Các phương pháp đưa tiểu phân bán cation vào polyme bằng biến tính hóa học

Nhiều nghiên cứu đã chỉ ra các phương pháp chế tạo màng trao đổi ion từ màng polyme bằng biến tính hóa học Nó được phân loại dựa trên cơ sở các vật liệu ban đầu

1.2.1.4.1 Màng điều chế từ Epichlorohydrin

Nghiên cứu [1, 10] đã sử dụng polyether dựa trên nền epichlorohydrin để điều chế AEMs do polyether ổn định hơn trong môi trường kiềm Tác giả đưa nhóm ammonium vào khung xương polyme bằng 2 cách: trực tiếp đính vào DABCO(1,4-

Trang 19

diazabicyclo[2.2.2]octane), hoặc trộn DABCO và trietylamin (TEA) (hình 1.7) Màng thu được có độ dẫn ion lớn hơn 10-2 S/cm [10]

Hình 1.7 Cấu trúc hóa học của poly(epichlorohydrin) bậc bốn hóa bởi TEA và

DABCO [10]

Stoica và cộng sự [8, 9] đã nghiên cứu một loại màng trao đổi anion từ poly(epichlorhydrin-co-allyl glycidyl ether) Hai amine vòng, DABCO và 1-azabicyclo-[2,2,2]-octane (quinuclidine), kết hợp với nhau (hình 1.8) để thể hiện tính chất anion

Ngày đăng: 09/05/2017, 20:02

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
[1] Ã. Agel, J. Bouet, J.F. Fauvarque, H. Yassir. (2001), "Utilisation d’electrolyte solide polymere dans les piles a combustibles alcalines ", Annales de Chimie Science des Matériaux, 26 pp. 59-68 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Utilisation d’electrolyte solide polymere dans les piles a combustibles alcalines
Tác giả: Ã. Agel, J. Bouet, J.F. Fauvarque, H. Yassir
Năm: 2001
[2] A. Elmidaoui, A.T. Cherif, J. Brunea, F. Duclert, T. Cohen, C. Gavach. (1992), "Preparation of perfluorinated ion exchange membranes and their application in acid recovery", Journal of Membrane Science 67, pp. 263-271 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Preparation of perfluorinated ion exchange membranes and their application in acid recovery
Tác giả: A. Elmidaoui, A.T. Cherif, J. Brunea, F. Duclert, T. Cohen, C. Gavach
Năm: 1992
[3] A. Lewandowski, K. Skorupska, J. Malinska. (2000), " Novel poly(vinyl alcohol)-KOH-H 2 O alkaline polymer electrolyte", Solid State Ionics, 133 pp. 265- 271 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Novel poly(vinyl alcohol)-KOH-H2O alkaline polymer electrolyte
Tác giả: A. Lewandowski, K. Skorupska, J. Malinska
Năm: 2000
[4] Bidault F, Brett DJL, M. PH. (2009), "Review of gas diffusion cathodes for alkaline fuel cells", Journal of Power Sources, 187, pp. 39-48 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Review of gas diffusion cathodes for alkaline fuel cells
Tác giả: Bidault F, Brett DJL, M. PH
Năm: 2009
[5] C.-C. Yang, S.-J. Lin, S.-T. Hsu. (2003), "Synthesis and characterization of alkaline polyvinyl alcohol and poly(epichlorohydrin) blend polymer electrolytes and performance in electrochemical cells", Journal of Power Sources, 122, pp. 210- 218 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Synthesis and characterization of alkaline polyvinyl alcohol and poly(epichlorohydrin) blend polymer electrolytes and performance in electrochemical cells
Tác giả: C.-C. Yang, S.-J. Lin, S.-T. Hsu
Năm: 2003
[6] C.-C. Yang, S.-J. Lin, G.-M. Wu. (2005), "Study of ionic transport properties of alkaline poly(vinyl) alcohol-based polymer electrolytes", Materials Chemistry and Physics 92, pp. 251-255 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Study of ionic transport properties of alkaline poly(vinyl) alcohol-based polymer electrolytes
Tác giả: C.-C. Yang, S.-J. Lin, G.-M. Wu
Năm: 2005
[8] D. Stoica, F. Alloin, S. Marais, D. Langevin, C. Chappey, P. Judeinstein. (2008), "Polyepichlorhydrin membranes for alkaline fuel cells: sorption and conduction properties", Journal of Physical Chemistry B 112, pp. 12338-12346 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Polyepichlorhydrin membranes for alkaline fuel cells: sorption and conduction properties
Tác giả: D. Stoica, F. Alloin, S. Marais, D. Langevin, C. Chappey, P. Judeinstein
Năm: 2008
[9] D. Stoica, L. Ogier, L. Akrour, F. Alloin, J.F. Fauvarque. (2007), " Anionic membrane based on polyepichlorhydrin matrix for alkaline fuel cell: synthesis, physical and electrochemical properties", Electrochimica Acta 53, pp. 1596-1603 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Anionic membrane based on polyepichlorhydrin matrix for alkaline fuel cell: synthesis, physical and electrochemical properties
Tác giả: D. Stoica, L. Ogier, L. Akrour, F. Alloin, J.F. Fauvarque
Năm: 2007
[10] E. Agel, J. Bouet, J.F. Fauvarque. (2001), " Characterization and use of anionic membranes for alkaline fuel cells. ", Journal of Power Sources 101, pp. 267-274 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Characterization and use of anionic membranes for alkaline fuel cells
Tác giả: E. Agel, J. Bouet, J.F. Fauvarque
Năm: 2001
[11] M. Elangovan, S. Dharmalingam. (2016), "Preparation and performance evaluation of poly (ether-imide) based anion exchange polymer membrane electrolyte for microbial fuel cell", International Journal of Hydrogen Energy, 41(20), pp. 8595-8605 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Preparation and performance evaluation of poly (ether-imide) based anion exchange polymer membrane electrolyte for microbial fuel cell
Tác giả: M. Elangovan, S. Dharmalingam
Năm: 2016
[12] J. Fang, P.K. Shen. (2006), "Quaternized poly(phthalazinon ether sulfone ketone) membrane for anion exchange membrane fuel cells", Journal of Membrane Science, 285(1-2), pp. 317-322 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Quaternized poly(phthalazinon ether sulfone ketone) membrane for anion exchange membrane fuel cells
Tác giả: J. Fang, P.K. Shen
Năm: 2006
[13] G.F. McLean, T. Niet, S. Prince-Richard, N. Djilali. (2002), "An assessment of alkaline fuel cell technology", Journal of Power Sources, 27(5), pp. 507-526 Sách, tạp chí
Tiêu đề: An assessment of alkaline fuel cell technology
Tác giả: G.F. McLean, T. Niet, S. Prince-Richard, N. Djilali
Năm: 2002
[14] G.M. Wu, S.J. Lin, C.C. Yang. (2006), " Preparation and characterization of PVA/PAA membranes for solid polymer electrolytes", Journal of Membrane Science, 275, pp. 127-133 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Preparation and characterization of PVA/PAA membranes for solid polymer electrolytes
Tác giả: G.M. Wu, S.J. Lin, C.C. Yang
Năm: 2006
[15] G.S. Gohil, V.K. Shahi, R. Rangarajan. (2004), "Comparative studies on electrochemical characterization of homogeneous and heterogeneous type of ion- exchange membranes", Journal of Membrane Science, 240 pp. 211-219 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Comparative studies on electrochemical characterization of homogeneous and heterogeneous type of ion-exchange membranes
Tác giả: G.S. Gohil, V.K. Shahi, R. Rangarajan
Năm: 2004
[17] J.H. Hong, S.K. Hong. (2010), "Preparation of anion exchange membrane by amination of chlorinated polypropylene and ethylenediamine and its properties", Journal of Applied Polymer Science 115, pp. 2296-2301 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Preparation of anion exchange membrane by amination of chlorinated polypropylene and ethylenediamine and its properties
Tác giả: J.H. Hong, S.K. Hong
Năm: 2010
[19] J.R. Varcoe, R.C.T. Slade, E.L.H. Yee. (2006), "An alkaline polymer electrochemical interface: a breakthrough in application of alkaline anion-exchange membranes in fuel cells", Chemical Communications pp. 1428-1429 Sách, tạp chí
Tiêu đề: An alkaline polymer electrochemical interface: a breakthrough in application of alkaline anion-exchange membranes in fuel cells
Tác giả: J.R. Varcoe, R.C.T. Slade, E.L.H. Yee
Năm: 2006
[20] J.R. Varcoe, R.C.T. Slade. (2006), "An electron-beam-grafted ETFE alkaline anionexchange membrane in metal-cation-free solid-state alkaline fuel cells", Electrochemistry Communications 8 pp. 839-843 Sách, tạp chí
Tiêu đề: An electron-beam-grafted ETFE alkaline anionexchange membrane in metal-cation-free solid-state alkaline fuel cells
Tác giả: J.R. Varcoe, R.C.T. Slade
Năm: 2006
[21] K.Matsuoka, Y.Iritama, T.Abe, M.Matsuoka, Z.Ogumi. ( 2005), "Alkaline direct alcohol fuel cells using an anion exchange membrane", Journal of Power Sources, 150, pp. 27-31 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Alkaline direct alcohol fuel cells using an anion exchange membrane
[22] N. Kakati, J. Maiti, G. Das, S.H. Lee, Y.S. Yoon. (2015), "An approach of balancing the ionic conductivity and mechanical properties of PVA based nanocomposite membrane for DMFC by various crosslinking agents with ionic liquid", International Journal of Hydrogen Energy, 40(22), pp. 7114-7123 Sách, tạp chí
Tiêu đề: An approach of balancing the ionic conductivity and mechanical properties of PVA based nanocomposite membrane for DMFC by various crosslinking agents with ionic liquid
Tác giả: N. Kakati, J. Maiti, G. Das, S.H. Lee, Y.S. Yoon
Năm: 2015
[24] M.S. Huda, R. Kiyono, M. Tasaka, T. Yamaguchi, T. Sata. (1998), "Thermal membrane potential across anion-exchange membranes with different benzyltrialkylammonium groups", Separation and Purification Technology 14 pp.95-106 Sách, tạp chí
Tiêu đề: Thermal membrane potential across anion-exchange membranes with different benzyltrialkylammonium groups
Tác giả: M.S. Huda, R. Kiyono, M. Tasaka, T. Yamaguchi, T. Sata
Năm: 1998

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

w