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J-GLOBAL ID：202202210694430112   整理番号：22A0707011

ペンダントスピロ環状およびビス-スピロ環状第四アンモニウムカチオンを有するポリ(フルオレンアルキレン)陰イオン交換膜【JST・京大機械翻訳】

Poly(fluorene alkylene) Anion Exchange Membranes with Pendant Spirocyclic and Bis-Spirocyclic Quaternary Ammonium Cations

著者 (3件)： Pan Dong (Polymer & Materials Chemistry, Department of Chemistry, Lund University, Sweden) ,  Olsson Joel S. (Polymer & Materials Chemistry, Department of Chemistry, Lund University, Sweden) ,  Jannasch Patric (Polymer & Materials Chemistry, Department of Chemistry, Lund University, Sweden)
資料名： ACS Applied Energy Materials  (ACS Applied Energy Materials)
巻： 5  号： 1  ページ： 981-991  発行年： 2022年 
JST資料番号： W5032A  ISSN： 2574-0962  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： ある種の脂環式四級アンモニウムカチオンで官能化されたアニオン交換膜(AEM)は高いアルカリ安定性を示し,これは燃料電池と水電解槽での使用に必要である。ここでは,スピロ環状およびビススピロ環状配列において,それぞれN,N-ジメチル-ピペリジニウム(DMP)および6-アゾニア-スピロ[5.5]-ウンデカン(ASU)カチオンを組み込んだ一連のポリ-(フルオレンアルキレン)-sを調製し,研究した。最初に,C9位に結合したピペリジン環を有する新しいフルオレン単量体を,N-Boc-N,N-ビス-(2-クロロエチル)-アミンとのシクロアルキル化反応で調製した。脱保護後,この単量体を,2,2,2-トリフルオロ-アセトフェノン(Ap)と1,1,1-トリフルオロアセトン(Ac)との超酸媒介ポリヒドロキシアルキル化に用いて,ピペリジン官能性前駆体ポリマーを調製した。最後に,DMPとASUカチオンを,ヨウ化メチルと1,5-ジブロモペンタンを用いて,それぞれ,重合体中のピペリジン基の四級化とシクロ四級化で生成した。溶媒キャストAEMは,良好な機械的性質と,硬い高分子骨格と嵩高いカチオンの結果としての制限された水取込との組み合わせで高い熱安定性を示した。それでも,AcとDMPカチオンを担持したAEMは,80°Cで80mScm-1を超える高いOH-伝導率に達した。同じ温度で,このAEMは高いアルカリ安定性を示し,1M NaOH中30日間貯蔵後にDMPカチオンの96%以上を保持した。詳細なNMR分析はHofmann脱離によるイオン損失が支配的であるが,開環とメチル置換反応の証拠も見出した。ビス-スピロ環状配置におけるASUカチオンの分解は,主に,高分子骨格中のフルオレン単位に直接結合した環における開環反応を通して起こった。これらの結果は,アルカリ安定かつ高導電性のAEMに対する多環配置におけるピペリジニウム系カチオンの分子設計に来るとき,貴重な洞察を提供する。Copyright 2022 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： NMR【磁気共鳴】 ,  重合体 ,  脱着 ,  燃料電池 ,  脂環式化合物 ,  単量体 ,  開環反応 ,  四級化 ,  *カチオン ,  前駆体 ,  *第四アンモニウム ,  官能化 ,  脂肪族ヨウ素化合物 ,  窒素複素環化合物 ,  共役ジエン ,  芳香族縮合炭化水素

著者キーワード (5件)： スピロ環状カチオン ,  陰イオン交換膜 ,  水酸化物伝導率 ,  アルカリ安定性 ,  燃料電池

分類 (1件)： 燃料電池  (YB04040V)

物質索引 (3件)： ヨウ化メチル ,  ピペリジン ,  フルオレン

タイトルに関連する用語 (4件)： 環状 ,  ビス ,  アンモニウムカチオン ,  陰イオン交換膜