DMFC用增強(qiáng)型質(zhì)子交換膜的制備研究.pdf

1、質(zhì)子交換膜是質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFC）的關(guān)鍵材料之一，起著分割陰陽(yáng)兩極、傳輸水合質(zhì)子等重要作用。商業(yè)化的全氟磺酸膜如Nafion在氫氧（空）質(zhì)子交換膜燃料電池中已取得了較為成功的應(yīng)用，但用于直接甲醇燃料電池（DMFC）時(shí)則存在甲醇滲透過(guò)大、尺寸穩(wěn)定性較差等問(wèn)題，而且制備費(fèi)用過(guò)高。針對(duì)這些問(wèn)題，實(shí)驗(yàn)中我們采取兩種增強(qiáng)方式-微孔聚四氟乙烯（PTFE）復(fù)合和膜內(nèi)有機(jī)-無(wú)機(jī)共價(jià)交聯(lián)，制備得兩類增強(qiáng)型質(zhì)子交換膜，在保證膜具有較高質(zhì)子傳導(dǎo)率的

2、同時(shí)，有效提高了膜的尺寸穩(wěn)定性和阻醇性能。 （1）以氨-雙氧水液相催化氧化法對(duì)微孔PTFE進(jìn)行親水改性，再用一種磺化聚醚砜（標(biāo)為ABPSH40）與改性過(guò)的微孔PTFE復(fù)合，制得增強(qiáng)型的ABPSH40/PTFE復(fù)合質(zhì)子交換膜。研究了PTFE親水改性化學(xué)反應(yīng)的影響因素、復(fù)合膜的制備工藝、復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)。考察了復(fù)合膜的尺寸穩(wěn)定性、溶脹度、甲醇滲透率、質(zhì)子傳導(dǎo)率等性能。研究結(jié)果表明：復(fù)合后，PTFE基底膜的微孔填堵充分，ABPSH40樹脂

3、在復(fù)合膜內(nèi)分布均勻；復(fù)合膜具有良好的尺寸穩(wěn)定性，較低的甲醇滲透率和接近Nafion膜的質(zhì)子傳導(dǎo)率。 （2）用NaBH4將磺化聚醚醚酮（SPEEK）的酮羰基部分還原，制得含有羥基的中間體（SPEEA），再以異腈酸丙基三乙氧基硅烷（NEOS）與SPEEA發(fā)生親核加成反應(yīng)接枝，用接枝過(guò)的SPEEA與四乙氧基硅烷（TEOS）在稀鹽酸催化下經(jīng)共水解反應(yīng)制備得交聯(lián)的增強(qiáng)型質(zhì)子交換膜。研究了交聯(lián)膜中顆粒的粒徑分布、溶脹度、吸水率、甲醇滲透率和