近期，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所低溫等離子體應(yīng)用研究室助理研究員張呈旭等人采用等離子體方法在制備高性能陰離子交換膜方面取得新進(jìn)展。相關(guān)研究成果近日發(fā)表在能源領(lǐng)域?qū)W術(shù)期刊《電源雜志》上(J. Power Sources, 2014, 272: 211)。

　　陰離子交換膜因其對(duì)離子具有選擇透過(guò)作用，在能源、環(huán)境、化工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用價(jià)值。目前，陰離子交換膜的制備方法主要有氯甲基化法和輻射接枝法。氯甲基化法利用氯甲基化反應(yīng)在聚合物骨架結(jié)構(gòu)上引入氯甲基基團(tuán)，然后通過(guò)季銨化反應(yīng)得到陰離子交換基團(tuán)，然而氯甲基化反應(yīng)常需要使用劇毒致癌物質(zhì)氯甲醚，且季銨化試劑有機(jī)胺也具有毒性和揮發(fā)刺激性。輻射接枝法通過(guò)在聚合物膜上接枝功能性單體，再經(jīng)季銨化處理獲得陰離子交換基團(tuán)，雖然可以避免使用氯甲醚，但仍需大量使用毒性有機(jī)胺試劑。同時(shí)，高的輻射能量容易引起聚合物基體結(jié)構(gòu)損壞，影響膜的穩(wěn)定性。

　　為此，研究人員發(fā)展了一種綠色、溫和的陰離子交換膜制備新方法，以聚合物粉體為基體，經(jīng)等離子體轟擊和單體接枝聚合反應(yīng)，在聚合物粉體上直接引入陰離子交換基團(tuán)，制備功能基團(tuán)均勻分布的陰離子交換膜。制得的陰離子交換膜具有較好的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、離子交換容量、離子電導(dǎo)率和較低的乙醇透過(guò)率。前期研究成果均發(fā)表在國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊上，并已申請(qǐng)兩項(xiàng)國(guó)家發(fā)明專利，有望直接面向市場(chǎng)應(yīng)用。

　　該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和安徽省自然科學(xué)基金的支持。