Efficient and stable proton conduction achieved by accommodation of the membrane-wide cross-linking and branching strategies

支化(高分子化学) 电导率 共价键 质子 化学 质子化 材料科学 化学工程 高分子化学 有机化学 离子 物理化学 生物化学 物理 量子力学 工程类
作者
Hui Ding,Peng Sun,Yan Wang,Zihan Xia,Ping Li,Chengzhi Cui,Mingyu Li,Zhongfang Li
出处
期刊:Journal of Membrane Science [Elsevier BV]
卷期号:685: 121911-121911 被引量:16
标识
DOI:10.1016/j.memsci.2023.121911
摘要

Fabrication of high-temperature proton exchange membranes (HTPEMs) with high and durable proton conductivity, and sufficient mechanical/oxidative stability is of great significance but challenging. Herein, a flexible branched polymer (broPBI), a cross-linkable water-soluble proton conductor (PBSA), and a multi-functional cross-linker with high content of imidazole rings (BrABPBI) were designed to fabricate HTPEMs with good comprehensive performances. The branching structure of broPBI provided large free volume, high content of terminal groups, and interconnected main-chains, which are conducive to efficient proton conduction and improved mechanical property. BrABPBI covalently crosslinked broPBI and PBSA to form membrane-wide cross-linking structure, improving the mechanical strength and oxidative resistance while avoiding leaching of PBSA. The secondary amines in broPBI and PBSA became tertiary amines after cross-linking, which have higher basicity and thus higher doping capacity of PBSA. However, overusing of cross-linking or branching can deteriorate membrane performances. To achieve comprehensive good performance, the two strategies were appropriately accommodated in broPBI-BrABPBI-PBSA membranes. At 180 °C, the proton conductivity of broPBI-BrABPBI(20%)-PBSA(50%) composite membrane reached 0.140, 0.0701, and 0.0310 S cm−1 at 100% RH, 50% RH, and 0% RH, respectively. The membrane has excellent mechanical properties, proton conductivity, and oxidative stability, with low leaching of PBSA, demonstrating promising application prospects.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
boli发布了新的文献求助10
刚刚
ho应助地球采纳,获得10
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
77发布了新的文献求助50
2秒前
学海无涯完成签到,获得积分10
2秒前
okguy0210完成签到,获得积分10
2秒前
LaTeXer应助今麦郎采纳,获得150
3秒前
3秒前
whitexue发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
Xuxr发布了新的文献求助10
4秒前
lixy完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
小刚发布了新的文献求助10
5秒前
zt完成签到,获得积分20
5秒前
从容的流沙完成签到,获得积分10
5秒前
pzh发布了新的文献求助10
6秒前
四季雪发布了新的文献求助10
7秒前
科研通AI6应助负责的紫安采纳,获得10
7秒前
7秒前
天天快乐应助立仔采纳,获得10
8秒前
聪慧乐松完成签到 ,获得积分10
8秒前
科研通AI2S应助Lee采纳,获得10
8秒前
8秒前
微笑代荷发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
wmq完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
9秒前
放放风发布了新的文献求助10
10秒前
bkagyin应助eternity136采纳,获得10
10秒前
Czf完成签到 ,获得积分10
12秒前
pyt完成签到 ,获得积分10
12秒前
12秒前
默默紊发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
13秒前
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Fermented Coffee Market 2000
PARLOC2001: The update of loss containment data for offshore pipelines 500
Critical Thinking: Tools for Taking Charge of Your Learning and Your Life 4th Edition 500
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 500
A Manual for the Identification of Plant Seeds and Fruits : Second revised edition 500
Constitutional and Administrative Law 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5261422
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4422535
关于积分的说明 13766643
捐赠科研通 4297013
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2357641
邀请新用户注册赠送积分活动 1354024
关于科研通互助平台的介绍 1315182