磺化聚醚砜(酮)-磺化苯膦酸鋯復(fù)合中溫質(zhì)子交換膜的制備.pdf

1、直接甲醇燃料電池(DMFC)由于其能量轉(zhuǎn)化率高、環(huán)境友好、燃料來(lái)源豐富、儲(chǔ)存、補(bǔ)加方便等特點(diǎn)，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(yīng)用的兩個(gè)關(guān)鍵難題。解決這兩個(gè)問題的有效的方法是提高電池的工作溫度。因?yàn)闇囟忍岣?，可加速電極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，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(yīng)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(zhì)子交換膜的研究成為DMFC研究的熱

2、點(diǎn)。 選用雜萘聯(lián)苯聚醚砜(PPES)和雜萘聯(lián)苯聚醚砜酮(PPESK)為原料，經(jīng)磺化后制成質(zhì)子導(dǎo)電的高分子材料。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，磺化雜萘聯(lián)苯聚醚砜(SPPES)和磺化雜萘聯(lián)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(zhì)子傳導(dǎo)性的無(wú)機(jī)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(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)表征。結(jié)

3、果表明，ZrSPP具有層狀結(jié)構(gòu)，顆粒直徑為幾百納米。測(cè)試了從室溫到180℃的電導(dǎo)率，發(fā)現(xiàn)在高溫下ZrSPP有較好的電導(dǎo)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(zhì)量分?jǐn)?shù)的(ZrSPP占10％～40％)有機(jī).無(wú)機(jī)雜化膜。用掃描電鏡觀察其微觀結(jié)構(gòu)，結(jié)果顯示，ZrSPP在膜中均勻分散，且與聚合物之間形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；用紅外光譜對(duì)其進(jìn)行表征，發(fā)現(xiàn)ZrSPP與聚合物之間發(fā)生氫鍵作用；TG-DTA研究發(fā)現(xiàn)其磺酸基脫