DOI: 10.1016/j.molliq.2022.118536

采用冷压法将层层（LBL）自组装膜与几层静电纺丝纳米纤维膜相结合，制备了具有分层结构的阴离子交换膜（AEMs）。LBL自组装膜是通过交替沉积带正电荷的聚氨酯（PU）、季铵化壳聚糖（QCS）和带负电荷的磷钨酸（HPW）形成的。静电相互作用和分子间氢键驱动了LBL自组装过程。由于传导电阻降低，分层结构有利于氢氧根离子传导。因此，（PU/HPW/QCS/HPW）200膜在80℃下的氢氧化物电导率为49.1mS/cm。然而，羟基的持续攻击可能会导致聚合物骨架的降解，甚至会破坏膜。将电纺聚偏氟乙烯-六氟丙烯（PVDF-HFP）纳米纤维膜与LBL自组装膜结合，有望提高AEMs的化学稳定性。外部PVDF-HFP纳米纤维膜调节氢氧根离子的渗透，并保护内部LBL自组装膜免受氢氧根离子的影响，这让人不禁联想到透气保暖的毛衣。制备的（PU/HPW/QCS/HPW）200膜在长期氢氧化物导电性的基础上表现出良好的稳定性。具体而言，AEMs的氢氧化物电导率在80℃下为12.3mS/cm，在同样的温度下浸入1M KOH中888h后达到14.3mS/cm。此外，由于结构紧凑且有序，所制备的AEMs具有良好的尺寸稳定性和机械性能。

图1.膜的制备过程示意图，例如电纺PNs、（LBL）200和（LBL）200/PNs膜。

图2.PNs、（LBL）200和（LBL）200/PNs膜，以及HPW、PU、QCS膜组分的FTIR（A）和拉曼（B）光谱。

图3.HPW、PU、QCS、PNs和（LBL）200/PNs膜的TGA。

图4.膜样品表面精细微观结构的SEM图像：（A）（LBL）200，（B）（LBL）200/PNs，（C）PNs，（D）经冷压操作的PNs，（E））PVDF-HFP溶液流延膜。（C）和（E）中的插图显示了水接触角。膜样品（F）（LBL）200、（G）和（H）（LBL）200/PNs的横截面。在1M KOH中浸泡288h的（LBL）200/PNs（I）和（LBL）300/PNs（J）的表面；在1M KOH中浸泡288h（K）和672h（L）的（LBL）300/PNs膜的横截面。

图5.HPW、PU、QCS、PNs、（LBL）200和（LBL）200/PNs膜的XRD图谱。

图6.（LBL）200基AEMs（A）和（C）以及（LBL）300基AEMs（B）和（D）的氢氧化物电导率和Arrhenius图。

图7.80℃、70℃、60℃、50℃、40℃和30℃下（LBL）300/PNs和（LBL）200/PNs膜在1M KOH溶液中888h的氢氧化物电导率。

图8.所制备膜的力学性能。