磺化聚酰亞胺-二氧化硅雜化質(zhì)子交換膜的制備與性能研究.pdf

1、質(zhì)子交換膜是燃料電池(PEMFC)的核心部件之一,它的發(fā)展對PEMFC的工業(yè)化進程具有十分重要的意義。目前在燃料電池中應(yīng)用較廣泛的是Nafion膜,但其具有價格過高、污染環(huán)境、低濕度下質(zhì)子傳導(dǎo)率低、對甲醇燃料電池的阻醇性能差等缺點,因此在使用上受到了一定的限制。發(fā)展新型質(zhì)子交換膜成為一個重要研究課題。
　　 無機-有機復(fù)合膜由于同時具備無機和有機材料的優(yōu)點,因此備受關(guān)注。本文選用機械性能好、電導(dǎo)率高、阻醇性能好的磺化聚酰亞胺(S

2、PI)作為聚合物基體,分別通過原位溶膠-凝膠法和溶液共混法,向磺化聚酰亞胺膜中引入無機SiO2和磺化介孔SiO2(s-SiO2),制備出一系列SPI／SiO2無機一有機復(fù)合膜。研究發(fā)現(xiàn),引入一定量的無機SiO2可使復(fù)合膜的機械性能和熱性能得到改善。通過溶膠-凝膠法制備出的SPI／SiO2復(fù)合膜中,SiO2含量最高的SPIK-30-SiO2膜具有最高的質(zhì)子傳導(dǎo)率和最低的甲醇滲透率。通過溶液共混法制備的SPI／sSiO2復(fù)合膜研究結(jié)果發(fā)現(xiàn),