磺化来瓦希尔骨架(MIL-101 (Cr)-SO3H)/磺化酚酞侧基聚芳醚砜杂化质子交换膜的制备及性能

• 作者: 冯明煦 张学波 张永辉 蔡立芳 陈哲 韩光鲁 马环环
• 来源期刊: 复合材料学报
• 学科: 工学
• 关键词: 合成 制备 杂化 燃料电池 质子交换膜
• 年，卷（期）: 2020,（3）
• 所属期刊栏目: 树脂基复合材料
• 页码范围: 504-511
• 页数: 8页
• 分类号: TB332
• 字数: 6470字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190505.001

摘要

应用水热合成法制备了来瓦希尔骨架材料(MIL-101 (Cr)),通过后磺化法将磺酸(SO3H)基团引入MIL-101 (Cr)的笼状结构中,得到具有质子传导功能的MIL-101 (Cr)-SO3H.FTIR结果表明,磺酸基团成功引入到MIL-101 (Cr)中.SEM和XRD结果表明,磺化前后材料的粒径在纳米尺寸范围,且MIL-101 (Cr)-SO3H颗粒的晶体结构无坍塌.元素分析结果表明,MIL-101 (Cr)-SO3H的磺化度为0.36.然后将MIL-101 (Cr)-SO3H掺杂到磺化酚酞侧基聚芳醚砜(SPES-C)中制备了MIL-101(Cr)-SO3 H/SPES-C燃料电池用杂化质子交换膜.SEM结果说明,MIL-101 (Cr)-SO3H/SPES-C杂化膜内MIL-101 (Cr)-SO3H分散均匀,SPES-C与MIL-101 (Cr)-SO3 H两相相容性较好,膜内无缺陷.TGA分析结果表明,MIL-101(Cr)-SO3H/SPES-C杂化膜热稳定性优良.MIL-101 (Cr)-SO3H的引入可以提高MIL-101 (Cr)-SO3 H/SPES-C杂化膜吸水率并降低甲醇渗透性.随填充物MIl-101 (Cr)-SO3 H的含量增加和测试温度升高,MIL-101 (Cr)-SO3 H/SPES-C杂化膜的质子传导率随之增大.当温度为80℃时,MIL-101(Cr)-SO3 H填充量为5wt％的MIL-101(Cr)-SO3H/SPES-C杂化膜的质子传导率达到0.162 S· cm-1,比商用Nafion膜的质子传导率(0.134 S· cm-1)提高了20.1％.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	蔡立芳	郑州轻工业学院材料与化学工程学院	27	82	5.0	8.0
2	张永辉	郑州轻工业学院材料与化学工程学院	11	25	4.0	4.0
3	韩光鲁	郑州轻工业学院材料与化学工程学院	10	2	1.0	1.0
5	陈哲	郑州轻工业学院材料与化学工程学院	5	0	0.0	0.0
6	张学波	郑州轻工业学院材料与化学工程学院	2	0	0.0	0.0
9	马环环	郑州轻工业学院材料与化学工程学院	1	0	0.0	0.0
10	冯明煦	郑州轻工业学院材料与化学工程学院	1	0	0.0	0.0