《一种复合质子交换膜的制备方法》

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壳聚糖化学名称是[1,4]-2-氨基-2-脱氧-β-D葡聚糖,其是甲壳素脱去部分乙酰基后的产物,是一种常见的天然生物聚合物。壳聚糖具有优异的成膜性、无毒性、抗菌性以及良好的生物相容性和可降解性,广泛应用于食品、医药、水处理、化妆品和功能材料等领域。壳聚糖作为一种最有研究潜力的质子交换膜,其具有价格低廉、环境友好性,适用环境不挑剔与甲醇渗透率低的特点。同时壳聚糖由于分子结构上富含-OH和-NH<,2>,可通过对其进行分子设计实现可控化学修饰,相关研究成为近些年的热点。壳聚糖作为质子交换膜,存在质子传导能力低、膜的柔韧性、机械性能和热稳定性不足的问题。有机-无机复合材料因其综合了无机材料的稳定性和有机材料的柔韧性,被认为是用作改善壳聚糖性能最有效的方法之一。研究表明,壳聚糖/无机粒子复合薄膜的性能很大程度上取决于无机粒子的填充、均匀分散、粒径及其在壳聚糖基体中的取向。但是未经表面修饰的无机纳米粒子在壳聚糖基体中难于分散,同时界面粘结作用较弱,复合薄膜性能难以达到使用要求。类流体是一种在常温常压的条件下,不含任何溶剂,呈现单一组分的类似流体状态的物质。类流体概念是由Giannelis等人提出的,通过共价键或离子交换在粒子表面接枝上长链有机物,使其在宏观上表现出流体的性质。材料的类流体化作为一种材料表面改性技术,由于所制备类流体纳米粒子的独特性质,其存在着巨大的潜在应用价值,在纳米粒子的自组装、燃料电池的质子膜、高分子材料的增塑增韧增强、纳米复合材料、新反应介质、高温润滑以及电磁流变液等各个领域有望得到突破和应用。

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