阴离子交换膜(AEM)的
化学稳定性对于阴离子交换膜燃料电池(AEMFC)和其他基于AEM的电
化学装置的工程应用具有决定性作用,但由于阳离子结构设计的缺陷,仍然是一个挑战。在这项工作中,基于对
哌啶在恶劣碱性介质中
化学稳定性的系统研究,提出了超稳定
哌啶阳离子的有效设计策略。首先,在 100 °C 的 7 M KOH 溶液中,1436 小时后,苄基取代的
哌啶鎓降解了约 23%,由于其较低的环应变,其比
吡咯烷鎓稳定得多。在α-C位引入取代基效应被证明是增强
哌啶官能团
化学稳定性的有效策略。结果表明,丁基取代
哌啶鎓阳离子在 7 M KOH 溶液中 100 ℃ 处理 1050 h 后没有表现出明显的结构变化。随后的GC-MS和NMR分析表明
哌啶鎓取代基中的α-C原子对于OH -的亲核攻击很脆弱。基于上述结果,分析了不同烷基取代的电子和空间效应。这项工作为 AEM 的
化学稳定
哌啶鎓官能团的结构设计提供了重