物理化学学报
物理化學學報
물이화학학보
ACTA PHYSICO-CHIMICA SINICA
2013年
7期
1515-1523
,共9页
程海龙%徐晶美%王哲%任春丽%白洪伟%赵成吉%张会轩
程海龍%徐晶美%王哲%任春麗%白洪偉%趙成吉%張會軒
정해룡%서정미%왕철%임춘려%백홍위%조성길%장회헌
磺化聚芳醚酮%磺化聚乙烯醇%复合膜%质子传导率%甲醇渗透率
磺化聚芳醚酮%磺化聚乙烯醇%複閤膜%質子傳導率%甲醇滲透率
광화취방미동%광화취을희순%복합막%질자전도솔%갑순삼투솔
Sulfonated poly(aryl ether ketone)%Sulfated poly(vinyl alcohol)%Composite membrane%Proton conductivity%Methanol permeability
通过溶液共混法制备了不同磺化聚乙烯醇(SPVA)含量的侧链型磺化聚芳醚酮/磺化聚乙烯醇(S-SPAEK/SPVA)复合膜.应用红外光谱(FTIR)对复合膜进行了表征,扫描电镜(SEM)显示SPVA均匀分布在复合膜中.通过对复合膜的性能测试发现该系列复合膜具有良好的热性能、较高的吸水率和保水能力.SPVA中的羟基能有效地阻碍甲醇的透过,甲醇渗透系数从S-SPAEK/SPVA5复合膜的7.9×10-7cm2·S-1降低到S-SPAEK/SPVA30的1.3×10-7 cm2·s-1,比S-SPAEK膜的11.5x10-7 cm2·s-1降低了一个数量级.SPVA的引入增加了亲水基团数量,增加了复合膜的吸水和保水能力,有利于质子按照“Vehicle”机理和“Grotthuss”机理进行传递,柔软的SPVA链段与S-SPAEK侧链聚集成亲水相区,形成连续的质子传输通道,提高了复合膜的质子传导率.在25和80℃C时,S-SPAEK/SPVA30复合膜的质子传导率分别达到了0.071和0.095 S· cm-1.可见,S-SPAEK/SPVA复合膜有望在直接甲醇燃料电池中得到应用.
通過溶液共混法製備瞭不同磺化聚乙烯醇(SPVA)含量的側鏈型磺化聚芳醚酮/磺化聚乙烯醇(S-SPAEK/SPVA)複閤膜.應用紅外光譜(FTIR)對複閤膜進行瞭錶徵,掃描電鏡(SEM)顯示SPVA均勻分佈在複閤膜中.通過對複閤膜的性能測試髮現該繫列複閤膜具有良好的熱性能、較高的吸水率和保水能力.SPVA中的羥基能有效地阻礙甲醇的透過,甲醇滲透繫數從S-SPAEK/SPVA5複閤膜的7.9×10-7cm2·S-1降低到S-SPAEK/SPVA30的1.3×10-7 cm2·s-1,比S-SPAEK膜的11.5x10-7 cm2·s-1降低瞭一箇數量級.SPVA的引入增加瞭親水基糰數量,增加瞭複閤膜的吸水和保水能力,有利于質子按照“Vehicle”機理和“Grotthuss”機理進行傳遞,柔軟的SPVA鏈段與S-SPAEK側鏈聚集成親水相區,形成連續的質子傳輸通道,提高瞭複閤膜的質子傳導率.在25和80℃C時,S-SPAEK/SPVA30複閤膜的質子傳導率分彆達到瞭0.071和0.095 S· cm-1.可見,S-SPAEK/SPVA複閤膜有望在直接甲醇燃料電池中得到應用.
통과용액공혼법제비료불동광화취을희순(SPVA)함량적측련형광화취방미동/광화취을희순(S-SPAEK/SPVA)복합막.응용홍외광보(FTIR)대복합막진행료표정,소묘전경(SEM)현시SPVA균균분포재복합막중.통과대복합막적성능측시발현해계렬복합막구유량호적열성능、교고적흡수솔화보수능력.SPVA중적간기능유효지조애갑순적투과,갑순삼투계수종S-SPAEK/SPVA5복합막적7.9×10-7cm2·S-1강저도S-SPAEK/SPVA30적1.3×10-7 cm2·s-1,비S-SPAEK막적11.5x10-7 cm2·s-1강저료일개수량급.SPVA적인입증가료친수기단수량,증가료복합막적흡수화보수능력,유리우질자안조“Vehicle”궤리화“Grotthuss”궤리진행전체,유연적SPVA련단여S-SPAEK측련취집성친수상구,형성련속적질자전수통도,제고료복합막적질자전도솔.재25화80℃C시,S-SPAEK/SPVA30복합막적질자전도솔분별체도료0.071화0.095 S· cm-1.가견,S-SPAEK/SPVA복합막유망재직접갑순연료전지중득도응용.
