磷酸锆/磺化聚苯并咪唑填孔型质子交换复合膜的制备与性能研究

• 作者: 张琪 徐荣 敖勇 潘丽燕 赵娟 钟璟
• 来源期刊: 高校化学工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 聚四氟乙烯 磺化聚苯并咪唑 α-磷酸锆 高温 质子电导率
• 年，卷（期）: 2017,（4）
• 所属期刊栏目: 材料科学与工程
• 页码范围: 945-950
• 页数: 6页
• 分类号: TM911.4
• 字数: 3561字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1003-9015.2017.04.027

摘要

利用填充法将SPBI-ZrP电解质填充于ePTFE多孔基底中,制备SPBI-ZrP/ePTFE质子交换复合膜.分别采用FESEM、FT-IR、干湿称重法、拉伸测试和交流阻抗法对膜的微观结构和性能表征.实验结果表明,SPBI-ZrP电解质已成功填充于ePTFE基底中,膜表面光滑.SPBI-ZrP-2.5膜在厚度方向的溶胀度是SPBI-ZrP-2.5/ePTFE膜的7.3倍,归因于ePTFE基底能够有效地抑制膜溶胀,提高膜尺寸稳定性;由于ePTFE基底的增强效应,SPBI-ZrP-2.5/ePTFE膜的拉伸强度比SPBI-ZrP-2.5膜提高19.86%;SPBI-ZrP-2.5/ePTFE膜的质子电导率在160和80℃、相对湿度100%下分别达到0.222和0.071 S·cm-1,而Nafion膜(EW=1100)在80℃ 的质子电导率为0.077 S·cm-1,在温度>100℃ 时质子电导率急剧下降,说明SPBI-ZrP-2.5/ePTFE膜在高温下具有良好的质子传导性能,能应用于高温质子交换膜燃料电池中.