Highly stable N3-substituted imidazolium-based alkaline anion exchange membranes: Experimental studies and theoretical calculations

Macromolecules

Volumn 47, Issue 1, 2014, Pages 208-216

  Gu, Fenglou ^a   Dong, Huilong ^a   Li, Youyong ^a   Si, Zhihong ^a   Yan, Feng ^a  

^a SOOCHOW UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALKALINE ANION EXCHANGE MEMBRANE; ALKALINE SOLUTIONS; ELEVATED TEMPERATURE; IMIDAZOLIUM CATION; IMIDAZOLIUM-BASED; NAOH SOLUTIONS; QUATERNARY AMMONIUM; THEORETICAL CALCULATIONS;

ION EXCHANGE MEMBRANES; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; POSITIVE IONS;

STABILITY;

EID: 84892611458     PISSN: 00249297     EISSN: 15205835     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ma402334t     Document Type: Article

References (77)

1. Jacobson, M. Z.; Colella, W. G.; Golden, D. Science 2005, 308, 1901-1905
2. Steele, B. C. H.; Heinzel, A. Nature 2001, 414, 345-352
3. Diat, O.; Gebel, G. Nat. Mater. 2008, 7, 13-14
4. Hickner, M. A.; Ghassemi, H.; Kim, Y. S.; Einsla, B. R.; McGrath, J. E. Chem. Rev. 2004, 104, 4587-4612
5. Whittingham, M. S.; Savinelli, R. F.; Zawodzinski, T. Chem. Rev. 2004, 104, 4243-4244
6. Lu, S.; Pan, J.; Huang, A.; Zhuang, L.; Lu, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 20611-20614
7. Ünlü, M.; Zhou, J.; Kohl, P. A. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 1299-1301
8. Pan, J.; Chen, C.; Zhuang, L.; Lu, J. Acc. Chem. Res. 2012, 45 (3) 473-481
9. Zhang, H.; Shen, P. Chem. Rev. 2012, 112, 2780-2832
10. Borup, R.; Meyers, J.; Pivovar, B.; Kim, Y. S.; Mukundan, R.; Garland, N.; Myers, D.; Wilson, M.; Garzon, F.; Wood, D.; Zelenay, P.; More, K.; Stroh, K.; Zawodzinski, T.; Boncella, J.; McGrath, J. E.; Inaba, M.; Miyatake, K.; Hori, M.; Ota, K.; Ogumi, K.; Miyata, S.; Nishikata, A.; Siroma, Z.; Uchimoto, Y.; Yasuda, K.; Kimijima, K.; Iwashita, N. Chem. Rev. 2007, 107, 3904-3951
11. Li, N.; Yan, T.; Li, Z.; Albrecht. T. T. Binder, W. H. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7888-7892
12. Li, N.; Zhang, Q.; Wang, C.; Lee, Y. M.; Guiver, M. D. Macromolecules 2012, 45, 2411-2419
13. Zhang, F.; Zhang, H.; Qu, C. J. Mater. Chem. 2011, 21, 12744-12752
14. Pan, J.; Lu, S.; Li, Y.; Huang, A.; Zhuang, L.; Lu, J. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 312-319
15. Wang, J.; Zhao, Z.; Gong, F.; Li, S.; Zhang, S. Macromolecules 2009, 42, 8711-8717
16. Li, N.; Leng, Y.; Hickner, M. A.; Wang, C. -Y. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10124-10133
17. Varcoe, J. R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 1479-1486
18. Varcoe, J. R.; Slade, R. C. T.; Yee, E. L. H.; Poynton, S. D.; Driscoll, D. J.; Apperley, D. C. Chem. Mater. 2007, 19, 2686-2693
19. Danks, T. N.; Slade, R. C. T.; Varcoe, J. R. J. Mater. Chem. 2002, 12, 3371-3373
20. Danks, T. N.; Slade, R. C. T.; Varcoe, J. R. J. Mater. Chem. 2003, 13, 712-721
21. Wu, Y.; Wu, C.; Varcoec, J. R.; Poynton, S. D.; Xu, T.; Fu, Y. J. Power Sources 2010, 195, 3069-3076
22. Wang, G.; Weng, Y.; Chu, D.; Xie, D.; Chen, R. J. Membr. Sci. 2009, 326, 4-8
23. Xiong, Y.; Liu, Q.; Zhu, A.; Huang, S.; Zeng, Q. J. Power Sources 2009, 186, 328-333
24. Zhang, M.; Kim, H. K.; Chalkova, E.; Mark, F.; Lvov, S. N.; Chung, T. M. Macromolecules 2011, 44, 5937-5946
25. Fujimoto, C.; Kim, D. -S.; Hibbs, M.; Wrobleski, D.; Kim, Y. J. Membr. Sci. 2012, 423, 438-449
26. Tsai, T. H.; Maes, A. M.; Vandiver, M. A.; Versek, C.; Seifert, S.; Tuominen, M.; Liberatore, M. W.; Herring, A. M.; Coughlin, E. B. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2013, 51, 1751-1760
27. Ye, Y.; Elabd, Y. A. Macromolecules 2011, 44, 8494-8503
28. Singh, M. S. In Advanced Organic Chemistry: Reactions and Mechanisms, 2 nd ed.; Dorling Kindersley: Delhi, India, 2008; p 159.
29. Chempath, S.; Einsla, B. R.; Pratt, L. R.; Macomber, C. S.; Boncella, J. M.; Rau, J. A.; Pivovar, B. S. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 3179-3182
30. Macomber, C. S.; Boncella, J. M.; Pivovar, B. S.; Rau, J. A. J. Therm. Anal. Calorim. 2008, 93, 225-229
31. Wang, J.; Li, S.; Zhang, S. Macromolecules 2010, 43, 3890-3896
32. Zhang, Q.; Li, S.; Zhang, S. Chem. Commun. 2010, 46, 7495-7497
33. Kim, D. S.; Labouriau, A.; Guiver, M. D.; Kim, Y. S. Chem. Mater. 2011, 23, 3795-3797
34. Qu, C.; Zhang, H.; Zhang, F.; Liu, B. J. Mater. Chem. 2012, 22, 8203-8207
35. Zha, Y.; Disabb-Miller, M. L.; Johnson, Z. D.; Hickner, M. A.; Tew, G. N. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 4493-4496
36. Gu, S.; Cai, R.; Luo, T.; Chen, Z.; Sun, M.; Liu, Y.; He, G.; Yan, Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 6499-6502
37. Gu, S.; Cai, R.; Yan, Y. Chem. Commun. 2011, 47, 2856-2858
38. Noonan, K. J. T.; Hugar, K. M.; Kostalik, H. A.; Lobkovsky, E. B.; Abruña, H. D.; Coates, G. W. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 18161-18164
39. Arges, C. G.; Parrondo, J.; Johnson, G.; Nadhan, A.; Ramani, V. J. Mater. Chem. 2012, 22, 3733-3744
40. Arges, C. G.; Ramani, V. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2013, 105, 20611-20614
41. Ran, J.; Wu, L.; Varcoe, J. R.; Ong, A. L.; Poynton, S. D.; Xu, T. J. Membr. Sci. 2012, 415-416, 242-249
42. Lin, X.; Varcoe, J. R.; Poynton, S. D.; Liang, X.; Ong, A. L.; Ran, J.; Li, Y.; Xu, T. J. Mater. Chem. A. 2013, 1, 7262-7269
43. Lin, B.; Qiu, L.; Qiu, B.; Peng, Y.; Yan, F. Macromolecules 2011, 44, 9642-9649
44. Qiu, B.; Lin, B.; Qiu, L.; Yan, F. J. Mater. Chem. 2012, 22, 1040-1045
45. Chen, D.; Hickner, M. A. ACS Appl. Mater. Interface 2012, 4, 5775-5781
46. Deavin, O. I.; Murphy, S.; Ong, A. L.; Poynton, S. D.; Zeng, R.; Herman, H.; Varcoe, J. R. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 8584-8597
47. Xiong, Y.; Fang, J.; Zeng, Q.; Liu, L. J. Membr. Sci. 2008, 311, 319-325
48. Lin, B.; Qiu, L.; Lu, J.; Yan, F. Chem. Mater. 2010, 22, 6718-6725
49. Weber, R. L.; Ye, Y.; Banik, S. M.; Elabd, Y. A.; Hickner, M. A.; Mahanthappa, M. K. J. Polym. Sci., Part B: Polym. Phys. 2011, 49, 1287-1296
50. Li, W.; Fang, J.; Lv, M.; Chen, C.; Yang, Y.; Zhang, Y. J. Mater. Chem. 2011, 21, 11340-11346
51. Thomas, O. D.; Soo, K. J. W. Y.; Peckham, T. J.; Kulkarni, M. P.; Holdcroft, S. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10753-10756
52. Henkensmeier, D.; Kim, H. J.; Lee, H.-J.; Lee, D. H.; Oh, I.-H.; Hong, S.-A.; Nam, S.-W.; Lim, T.-H. Macromol. Mater. Eng. 2011, 296, 899-908
53. Henkensmeier, D.; Cho, H.-R.; Kim, H.-J.; Kirchner, C.; Leppin, J.; Dyck, A.; Jang, J. H.; Cho, E.; Nam, S. W.; Lim, T.-H. Polym. Degrad. Stab. 2012, 97, 264-272
54. Thomas, O. D.; Soo, K. J. W. Y.; Peckham, T. J.; Kulkarni, M. P.; Holdcroft, S. Polym. Chem. 2011, 2, 1641-1643
55. Hollóczki, O.; Terleczky, P.; Szieberth, D.; Mourgas, G.; Gudat, D.; Nyulászi, L. J. Am. Chem. Soc. 2010, 133, 780-789
56. Lin, B.; Dong, H.; Li, Y.; Si, Z.; Gu, F.; Yan, F. Chem. Mater. 2013, 25, 1858-1867
57. Nunez, S. A.; Hickner, M. A. ACS Macro Lett. 2013, 2, 49-52
58. Tanaka, M.; Fukasawa, K.; Nishino, E.; Yamaguchi, S.; Yamada, K.; Tanaka, H.; Bae, B.; Miyatake, K.; Watanabe, M. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10646-10654
59. Ennis, E.; Handy, S. T. Molecules 2009, 14, 2235-2245
60. Handy, S. T.; Okello, M. J. Org. Chem. 2005, 70, 1915-1918
61. Ngo, H. L.; LeCompte, K.; Hargens, L.; McEwen, A. B. Thermochim. Acta 2000, 357-358, 97-102
62. Delley, B. J. Chem. Phys. 1990, 92, 508-517
63. Delley, B. J. Chem. Phys. 2000, 113, 7756-7764
64. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1988, 88, 2547-2553
65. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B. 1988, 37, 785-789
66. Govind, N.; Petersen, M.; Fitzgerald, G.; King-Smith, D.; Andzelm, J. Comput. Mater. Sci. 2003, 28, 250-258
67. Henkelman, G.; Jónsson, H. J. Chem. Phys. 2000, 113, 9978-9985
68. Kostalik, H. A. Ph.D. Dissertation; Cornell University: Ithaca, NY, 2011.
69. Pernpointner, M.; Hashmi, A. S. K. J. Chem. Theory Comput. 2009, 5, 2717-2725
70. Wang, W.; Hammond, G. B.; Xu, B. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 5697-5705
71. Gorin, D. J.; Toste, F. D. Nature (London, U.K.) 2007, 446, 395-403
72. Zhang, J.; Qiao, G.; Hu, S.; Yan, Y.; Ren, Z.; Yu, L. Corros. Sci. 2011, 53, 147-152
73. Yao, S.; Chen, H.; Jiang, S.; Shao, X.; Cui, S. J. Mol. Model. 2013, 19, 49-55
74. Zhang, R.; Ling, L.; Wang, B. J. Mol. Model. 2010, 16, 1911-1917.43
75. Wang, Y.; Voth, G. A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12192-12193
76. Arges, C. G.; Ramani, V. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2013, 110, 2490-2495
77. Couture, G.; Alaaeddine, A.; Boschet, F.; Ameduri, B. Prog. Polym. Sci.. 2011, 36, 1521-1557