磁场定向的氧化铁/聚(2,6-二甲基-1,4-苯基氧化物)杂化膜用于阴离子交换膜的应用。( Magnetic field-oriented ferroferric oxide/poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide) hybrid membranes for anion exchange membrane applications. )

Nanjun Chen Dong Wang Chuan Long Yunxi Chuanrui Fanghui Hong

针对碱性膜燃料电池（AMFCs）中阴离子交换膜（AEM）的离子导电性问题,提出了一种磁场导向的离子导电性和寿命问题。用季铵(QA)基团对磁性三氧化二铁(Fe3O4)进行功能化,使其具有离子交换能力。将QA-Fe3O4掺杂到三铵化PPO（TA-PPO）溶液中,在外加磁场作用下制备了一系列定向的QA-Fe3O4/聚（2,6-二甲基-1,4-苯氧基）(PPO)杂化膜。用扫描电子显微镜(SEM)清楚地观察到了TA-PPO膜中QA-Fe3O4的排列结构。更重要的是，在QA-Fe3O4/TA-PPO膜中，排列的QA-Fe3O4在膜中构建了连续有效的离子传输通道，极大地提高了膜的离子导电性。值得注意的是，磁场诱导离子通道（MICs）不同于微观相诱导离子通道（PICs）。与传统的PIC相比，MIC在AEM中显示出更短的离子传输距离和更宽的水通道。定向后的Qa-Fe3O4/Ta-PPO杂化膜的离子电导率比正常的Qa-Fe3O4/Ta-PPO膜提高了55%。令人惊讶的是，排列的QA-Fe3O4还提高了杂化膜的碱稳定性和燃料电池性能。制备的6%Qa-Fe3O4/TA-PPO杂化膜的最大功率密度为224 mW cm-2。总之，本工作为制备高性能AEMS提供了一种新颖有效的方法。

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