磺化聚醚砜(酮)-磺化苯膦酸鋯復合中溫質子交換膜的制備.pdf

1、直接甲醇燃料電池(DMFC)由于其能量轉化率高、環(huán)境友好、燃料來源豐富、儲存、補加方便等特點，受到人們的重視。催化劑催化活性低和透醇問題，是制約DMFC應用的兩個關鍵難題。解決這兩個問題的有效的方法是提高電池的工作溫度。因為溫度提高，可加速電極反應動力學，提高催化劑的催化活性，降低CO中毒；另一方面，提高甲醇氧化反應速率，可減少甲醇透過，然而常用Nafion膜的使用溫度不能高于130℃。因此，新型中溫質子交換膜的研究成為DMFC研究的熱

2、點。 選用雜萘聯苯聚醚砜(PPES)和雜萘聯苯聚醚砜酮(PPESK)為原料，經磺化后制成質子導電的高分子材料。結果發(fā)現，磺化雜萘聯苯聚醚砜(SPPES)和磺化雜萘聯苯聚醚砜酮(SPPESK)膜在中溫下溶脹度較大，易發(fā)生變形，不能直接用于中溫(130~180℃)DMFC。 制備了在高溫下具有較高質子傳導性的無機納米材料磺化苯膦酸鋯( ZrSPP)，研究了制備的工藝條件，并用透射電鏡和X-射線粉末衍射儀進行了微觀結構表征。結

3、果表明，ZrSPP具有層狀結構，顆粒直徑為幾百納米。測試了從室溫到180℃的電導率，發(fā)現在高溫下ZrSPP有較好的電導率(10-1S·cm-1)。將ZrSPP與以上兩種磺化高分子材料摻雜，制備出不同質量分數的(ZrSPP占10％～40％)有機.無機雜化膜。用掃描電鏡觀察其微觀結構，結果顯示，ZrSPP在膜中均勻分散，且與聚合物之間形成網絡結構；用紅外光譜對其進行表征，發(fā)現ZrSPP與聚合物之間發(fā)生氫鍵作用；TG-DTA研究發(fā)現其磺酸基脫