多端口喷涂法：离子交联膜的制备工艺

《ACS Applied Engineering Materials》：Multi-Port Spraying: A Method for Preparation of Ionic Cross-linking Membranes

离子交换膜通过多端口喷涂QAPPT和Nafion溶液于加热铝箔基底实现均匀离子交联，获得肿胀度、吸水率及拉伸强度提升的完整膜体，其中5% Nafion交联膜在80℃时阴离子选择性与电导率显著优于传统方法。

　　

离子交换膜的性能在很大程度上取决于其化学组成和制备方法。传统的离子交联方法（如浇铸或倾析）常常由于沉淀问题导致膜不均匀并存在缺陷（如孔洞）。此外，调节离子交联程度具有挑战性，因此相对于共价交联，这类方法的研究较少。在这项研究中，我们介绍了一种用于制备阴离子交换膜（AEMs）的离子交联方法。我们的方法是将季胺聚(N-甲基哌啶-co-terphenyl)（QAPPT）和Nafion溶液从不同端口喷射到超声雾化表面上，当这些溶液喷射到加热的铝箔基底上时会发生离子交联。这种方法能够制备出完整且均匀的膜，其性能得到提升，包括改善的膨胀度（SD）、吸水率（WU）和拉伸强度。值得注意的是，5% Nafion离子交联膜在80°C时对氢氧根离子的导电性比碳酸根离子快25%，表现出离子选择性。这种多端口喷射技术的多功能性使得可以使用各种阴离子和阳离子交换聚合物来制备离子交联膜，为膜材料的发展提供了巨大潜力。