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首先,将9,9-二(3,5-二甲基-4-羟基苯基)芴(DMBHF)、9,9-双(4-羟苯基)芴(BHF)和4,4＇-二氟二苯甲酮(DFB)在高温下缩聚,得到聚芴醚酮(PFEK-x)(x=30、40、50,x为DMBHF含量,以DFB的物质的量计,下同);接着,利用溴代反应将PFEK-x的甲基功能化为溴甲基;然后,通过4-羟基苯磺酸钠的SN2 亲核取代制得具有不同离子交换容量的磺化聚芴醚酮(SPFEK-x);最后,通过溶液浇铸法成膜并酸化,制得新型低成本质子交换膜(PEMs).采用 1HNMR、FTIR、TGA对其进行了表征,并对其性能进行了测试.结果表明,SPFEK-40膜具有较高的质子传导率及离子选择性、较低的钒离子渗透率及面电阻,综合性能优异.以 SPFEK-40 膜组装的全钒液流电池(VRFB)在电流密度为80 mA/cm2时的能量效率为88.2%,高于以Nafion 212膜组装的VRFB的 84.8%.此外,以SPFEK-40 膜组装的VRFB在 30 次循环后放电容量保持率为 84.3%,远高于以Nafion 212膜组装的 VRFB(66.1%).该合成路线的原料来源广泛,价格低廉,不涉及危险的磺化反应,易于工业放大.制得的SPFEK-x均具有良好的机械性能和氧化稳定性.
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