磺化聚醚砜纳米纤维复合质子交换膜的制备及其性能

发布时间：2022-11-05 05:53

　　为开发燃料电池用高性能全氟磺酸（Nafion）质子交换膜,采用静电纺丝技术制备不同磺化度的磺化聚醚砜（SPES）纳米纤维,将其作为添加剂引入Nafion基体中,制备SPES纳米纤维/Nafion复合质子交换膜。探讨纺丝液浓度、纺丝电压、接收距离对SPES纳米纤维纺丝过程及纤维形貌的影响。在最优纺丝工艺下,着重研究不同磺化度SPES纳米纤维对复合膜微观结构、吸水率、溶胀率、质子传导率及甲醇渗透率等性能的影响。结果表明:在SPES质量分数为30%,纺丝电压为30 k V,接收距离为20 cm条件下制得磺化度为64%的SPES纳米纤维,将其作为添加剂构筑得到复合Nafion质子交换膜,该膜具有平衡的质子传导（0.144 S/cm）与甲醇渗透性（7.58×10-7cm2/s）,综合性能最佳,满足高性能甲醇燃料电池的应用需求。 

【文章页数】：8 页

【文章目录】：
1 实验部分
    1.1 原料
    1.2 不同磺化度SPES的制备
    1.3 静电纺SPES纳米纤维的制备
    1.4 SPES/Nafion复合质子交换膜的制备
    1.5 测试与表征
        1.5.1 形貌观察
        1.5.2 吸水率及溶胀率测试
        1.5.3 力学性能测试
        1.5.4 离子交换容量测试
        1.5.5 质子传导率测试
        1.5.6 甲醇渗透系数测试
2 结果与讨论
    2.1 纺丝工艺对SPES纳米纤维形貌影响
        2.1.1 纺丝液质量分数
        2.1.2 纺丝电压
        2.1.3 接收距离
    2.2 不同磺化度SPES纳米纤维形貌分析
    2.3 复合质子交换膜形貌分析
    2.4 复合质子交换膜吸水率及溶胀率分析
    2.5 复合质子交换膜力学性能分析
    2.6 复合质子交换膜离子交换容量分析
    2.7 复合膜传导率及甲醇渗透率分析
3 结论


【参考文献】：
期刊论文
[1]芳香族聚酰胺纳米纤维复合材料研究进展[J]. 赵颖会,顾迎春,胡斐,林佳友,叶蓝琳,李静静,陈胜.  纺织学报. 2020(01)
[2]静电纺树枝状聚乳酸纳米纤维膜的制备及其过滤性能[J]. 程博闻,高鲁,SARMADBushra,邓南平,康卫民.  纺织学报. 2018(12)
[3]磺化聚醚砜质子交换膜材料的合成与性能[J]. 王哲,倪宏哲,范猛,那辉.  高分子材料科学与工程. 2007(03)
[4]燃料电池用质子交换膜的研究现状[J]. 邢丹敏,刘永浩,衣宝廉.  电池. 2005(04)

硕士论文
[1]纳米纤维改性Nafion复合质子交换膜的制备与性能[D]. 王航.天津工业大学 2016



本文编号：3702034