燃料電池用PVDF-PSSA-TiO-,2-復(fù)合膜的研究.pdf

1、燃料電池因其高效清潔的優(yōu)點(diǎn)，在近些年引起人們的廣泛關(guān)注，取得了很大的進(jìn)展。直接甲醇燃料電池(簡(jiǎn)稱(chēng)DMFC)以其高效、高能量密度、低排放和燃料儲(chǔ)運(yùn)及補(bǔ)充方便等特點(diǎn)被認(rèn)為是適應(yīng)未來(lái)能源和環(huán)境要求的理想動(dòng)力源之一。質(zhì)子交換膜是DMFC電池的核心部件，其性能的優(yōu)劣直接影響著燃料電池的工作性能。因此，燃料電池用質(zhì)子交換膜的開(kāi)發(fā)無(wú)論是在膜科學(xué)技術(shù)，還是在國(guó)防、科技、能源、環(huán)境等方面都有十分重要的意義。目前，適用于DMFC電池的質(zhì)子交換膜材料阻醇性能

2、較差。甲醇透過(guò)問(wèn)題不但造成了燃料的浪費(fèi)，而且導(dǎo)致電池性能的下降。因此，制備具有較好阻醇性能的質(zhì)子交換膜具有重要的理論和實(shí)際意義。 本文以聚苯乙烯為原料，以乙酰硫酸酯為磺化劑制得了具有不同磺化度的聚苯乙烯磺酸(PSSA)。探討了磺化劑用量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)聞、反應(yīng)介質(zhì)等因素對(duì)產(chǎn)物磺化度的影響，確定了磺化反應(yīng)的最佳工藝條件。采用紅外光譜對(duì)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。 聚偏氟乙烯(PVDF)為碳氟主鏈的高聚物，具有良好的耐熱性和

3、化學(xué)穩(wěn)定性，并具有較高的力學(xué)強(qiáng)度。本文以PVDF為支撐體，以PSSA為導(dǎo)離子物質(zhì)，采用溶液共混法制備了PVDF/PSSA共混膜。利用掃描電子顯微鏡對(duì)共混膜的表面形態(tài)進(jìn)行了表征；利用熱分析儀對(duì)共混膜的熱性能進(jìn)行了研究；對(duì)共混膜的形體穩(wěn)定性、吸水率、離子交換容量、阻醇性等性質(zhì)進(jìn)行了研究。通過(guò)上述研究?jī)?yōu)化了共混膜中PVDF與PSSA的比例。制得了表面具有微孔結(jié)構(gòu)的PVDF/PSSA共混膜。 分別通過(guò)溶液共混法、溶膠-凝膠法及超聲波自