有機(jī)-無(wú)機(jī)質(zhì)子交換復(fù)合膜的制備和性能研究.pdf

1、本文為研發(fā)出具有較高質(zhì)子導(dǎo)電率且可在100℃以上工作的PEM，由不同比例的4，4-二氟二苯酮(DFB)和磺化二氟二苯酮(SDFB)與含二氮雜萘酮結(jié)構(gòu)的類(lèi)雙酚單體(DHPZ)共聚合制得不同磺化度的磺化聚芳醚酮(SPPEK)。以 N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)為溶劑制膜，酸化。 以SPPEK為基體，由共混法制備了磺化聚芳醚酮/磷鎢酸復(fù)合膜，通過(guò)FT-IR，SEM對(duì)其結(jié)構(gòu)和形貌特征進(jìn)行了表征，以SPPEK100為基體的復(fù)合膜浸泡一周

2、，PWA 的溶出均小于1.5％。通過(guò)熱失重分析測(cè)定了復(fù)合膜的熱穩(wěn)定性，復(fù)合膜在250℃以下穩(wěn)定。PWA 含量為10％時(shí)，膜的含水率最高，其質(zhì)子導(dǎo)電率也最高(0.0993S/cm，94℃)。 以SPPEK為基體，由溶膠-凝膠制備了磺化聚芳醚酮/二氧化硅復(fù)合膜。通過(guò)FT-IR，SEM 對(duì)其結(jié)構(gòu)和形貌特征進(jìn)行了表征，熱失重分析表明與SiO<,2>的復(fù)合會(huì)提高聚合物的熱穩(wěn)定性。復(fù)合膜含水率隨二氧化硅含量提高而增大，二氧化硅含量為15％的

3、SPPEK100復(fù)合膜的含水率最高，其質(zhì)子導(dǎo)電率也最高(0.0751S/cm，94℃)。 以SPPEK為基體，制備了磺化聚芳醚酮/二氧化硅/磷鎢酸復(fù)合膜。通過(guò)FT-IR，SEM對(duì)其結(jié)構(gòu)和形貌特征進(jìn)行了表征，熱失重分析表明復(fù)合膜熱穩(wěn)定性較純聚合物膜無(wú)明顯變化。SiO<,2>含量相同時(shí)，PWA 含量越高，復(fù)合膜的含水量越低；PWA含量相同時(shí)，SiO<,2>含量越高，膜的含水率越高。二氧化硅和磷鎢酸含量都為10％的SPPEK100復(fù)合

4、膜的質(zhì)子導(dǎo)電率最高(0.0825S/cm，94℃)。 以SPPEK為基體，由原位生成法制得磺化聚芳醚酮/磷酸氫鋯復(fù)合質(zhì)子交換膜。采用 FT-IR，SEM，XRD 對(duì)復(fù)合膜結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表征。由TGA研究證明Zr(HPO<,4>)<,2>的引入提高了膜的熱穩(wěn)定性能。測(cè)定了復(fù)合膜的含水率和質(zhì)子導(dǎo)電率，結(jié)果表明，高溫下復(fù)合膜的質(zhì)子導(dǎo)電率高于純 SPPEK 膜，94℃下 SPPEK-60/Zr(HPO<,4>)<,2>膜可達(dá)0.014