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Titel: Proton-conducting membranes from polyphenylenes containing Armstrong’s acid
Autor(en): Künzel-Tenner, Andy
Kirsch, ChristophIn der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen
Dolynchuk, Oleksandr
Rößner, LeonardIn der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen
Wach, Maxime
Kempe, FabianIn der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen
Unwerth, Thomas
Lederer, AlbenaIn der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen
Sebastiani, DanielIn der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen
Armbrüster, MarcIn der Gemeinsamen Normdatei der DNB nachschlagen
Sommer, Michael
Erscheinungsdatum: 2024
Art: Artikel
Sprache: Englisch
Zusammenfassung: This study demonstrates the use of 1,5-naphthalenedisulfonic acid as a suitable building block for the efficient and economic preparation of alternating sulfonated polyphenylenes with high ion-exchange capacity (IEC) via Suzuki polycondensation. Key to large molar masses is the use of an all-meta-terphenyl comonomer instead of m-phenyl, the latter giving low molar masses and brittle materials. A protection/deprotection strategy for base-stable neopentyl sulfonates is successfully implemented to improve the solubility and molar mass of the polymers. Solution-based deprotection of polyphenylene neopentyl sulfonates at 150 °C in dimethylacetamide eliminates isopentylene quantitatively, resulting in membranes with high IEC (2.93 mequiv/g) and high proton conductivity (σ = 138 mS/cm). Water solubility of these copolymers with high IEC requires thermal cross-linking to prevent their dissolution under operating conditions. By balancing the temperature and time of the cross-linking process, water uptake can be restricted to 50 wt %, retaining an IEC of 2.33 mequiv/g and a conductivity of 85 mS/cm. Chemical stability is addressed by treatment of the membranes under Fenton’s conditions and by considering barrier heights for desulfonation using density functional theory (DFT) calculations. The DFT results suggest that 1,5-disulfonated naphthalenes are at least as stable as sulfonated polyphenylenes against desulfonation.
URI: https://opendata.uni-halle.de//handle/1981185920/117461
http://dx.doi.org/10.25673/115507
Open-Access: Open-Access-Publikation
Nutzungslizenz: (CC BY 4.0) Creative Commons Namensnennung 4.0 International(CC BY 4.0) Creative Commons Namensnennung 4.0 International
Journal Titel: Macromolecules
Verlag: Soc.
Verlagsort: Washington, DC
Band: 57
Originalveröffentlichung: 10.1021/acs.macromol.3c02123
Seitenanfang: 1238
Seitenende: 1247
Enthalten in den Sammlungen:Open Access Publikationen der MLU

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