新型有机—无机交联质子交换膜的制备与表征

【作者】 李雷； 尚玉明； 王迎姿； 冯少广； 谢晓峰；

【机构】 清华大学核能与新能源技术研究院； 北京化工大学材料科学与工程学院；

【摘要】 <正>质子交换膜是直接甲醇燃料电池（DMFC）的核心部件,不仅需要高质子传导率,还要有良好的阻醇和耐溶胀性能。本研究以磺化聚芳醚酮为基体,通过化学改性在聚合物分子上生成可交联基团羟基,并与反应性无机组分反应得到含可交联含硅侧基的中间体,最后与四乙氧基硅烷共水解,得到具有交联结构的有机—无机杂化质子交换膜。研究表明,交联结构的引入有效降低了膜在甲醇水溶液中的溶胀度,膜的尺寸稳定性随SiO₂量的增加而增强;同时膜内有机项与无机相间界面结合良好,无机SiO₂纳米粒径较小,约为60～70nm,且分散均匀。膜的质子传导率随着膜中SiO₂含量增加而降低,随温度的提高而增大;而其甲醇渗透率则随着膜中SiO₂含量的升高而下降。更多还原