天然海泡石經(jīng)微波輔助酸活化和巰基偶聯(lián)劑改性得到磺化海泡石,然后原位合成制備燃料電池寬溫域用聚（2,5-苯并咪唑）/磺化海泡石（ABPBI/S-Sep）復合質(zhì)子交換膜。研究了海泡石改性前后結構變化,以及S-Sep粒子的加入對復合膜的微觀形貌、結構、力學性能、吸水固酸能力以及高、低溫下質(zhì)子傳導性能的影響。研究發(fā)現(xiàn),海泡石粒子經(jīng)微波輔助酸活化處理后產(chǎn)生了解纖維化,磺化改性提高了其與聚合物相容性;S-Sep纖維狀粒子均勻分散在ABPBI基體中可誘導聚合物分子鏈取向排列,從而提高復合膜的力學性能,其特有的納米通道結構及高比表面積顯著提高了復合膜的吸水率和固酸能力。在相似磷酸（PA）摻雜水平下,復合膜在40～180℃寬溫域下的質(zhì)子傳導率和峰值功率密度均高于ABPBI膜,并且磷酸摻雜水平為1.85的復合膜在90℃以下,60%和98%RH時質(zhì)子傳導性能以及80℃、0%RH時單電池性能均與Nafion 212相當,表明低磷酸摻雜水平下的S-Sep改性ABPBI復合膜具備從低溫到高溫且不控制濕度的寬溫域使用優(yōu)勢,可拓展基于PA摻雜聚苯并咪唑類膜材料的使用溫度范圍。 

【文章來源】：高分子材料科學與工程. 2020,36(03)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【文章目錄】：
1 實驗部分
    1.1 實驗試劑
    1.2 磺化海泡石的制備
        1.2.1 海泡石的微波輔助酸活化:
        1.2.2 海泡石的巰基改性:
        1.2.3 巰基改性海泡石的氧化:
    1.3 ABPBI/S-Sep的原位合成及復合膜制備
        1.3.1 ABPBI/S-Sep原位合成:
        1.3.2 ABPBI/S-Sep復合膜制備:
        1.3.3 PA摻雜膜制備:
    1.4 測試與表征
        1.4.1 微觀形貌觀察:
        1.4.2 FT-IR測試:
        1.4.3 接觸角測試:
        1.4.4 分散性測試:
        1.4.5 形貌觀察和元素分布測試:
        1.4.6 XRD測試:
        1.4.7 動態(tài)力學性能測試:
        1.4.8 吸水率、磷酸摻雜水平和質(zhì)子傳導率測試:
        1.4.9 單電池性能測試:
2 結果與討論
    2.1 巰基改性海泡石的結構表征
        2.1.1 形貌表征:
        2.1.2 FT-IR結構表征:
        2.1.3 親水性分析:
        2.1.4 紫外光譜分析:
    2.2 ABPBI/S-Sep復合膜的表征
        2.2.1 SEM-EDS形貌:
        2.2.2 XRD分析:
        2.2.3 動態(tài)力學性能:
        2.2.4 吸水率和磷酸摻雜水平:
        2.2.5 質(zhì)子傳導性能:
        2.2.6 單電池性能:
3 結論


【參考文獻】：
期刊論文
[1]低溫燃料電池用聚（2,5-苯并咪唑）/磺化海泡石復合質(zhì)子交換膜的制備與性能[J]. 張肖肖,楊守坤,章圓方,夏蕾,付旭東,張榮,胡圣飛,趙鋒,李驍,劉清亭.  高分子材料科學與工程. 2018(12)
[2]海泡石的酸活化及親水性表面修飾[J]. 張肖肖,章圓方,楊守坤,付旭東,張榮,胡圣飛,趙鋒,李驍,劉清亭.  非金屬礦. 2018(01)
[3]聚苯并咪唑基/八氨基籠狀倍半硅氧烷復合電解質(zhì)膜的制備與性能[J]. 孫權,倪娜,俞李帥,張肖肖,劉清亭,張榮,胡圣飛,趙鋒,李驍.  高分子材料科學與工程. 2016(12)



本文編號：3541231