【摘 要】
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本实验通过氨基重氮盐的合成,以及氨基重氮盐与GO反应这两步过程制得了磺酸功能化GO(SGO),然后将SGO作为掺杂剂引入到磺化聚醚醚酮(SPEEK)中制成了SPEEK/SGO复合膜.结构分析及物化性能测试表明合成的SGO包含很大一部分-SO3H基团,适合用于SPEEK质子交换膜的填料,得到的磺化聚醚醚酮/SGO膜具有高度均匀的结构,并具有良好的机械和化学稳定性.SGO的掺入大大提高了离子交换容量,
【机 构】
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宁波工程学院材料与化学工程学院,宁波,315211 华东理工大学膜科学与工程研发中心,上海,200
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本实验通过氨基重氮盐的合成,以及氨基重氮盐与GO反应这两步过程制得了磺酸功能化GO(SGO),然后将SGO作为掺杂剂引入到磺化聚醚醚酮(SPEEK)中制成了SPEEK/SGO复合膜.结构分析及物化性能测试表明合成的SGO包含很大一部分-SO3H基团,适合用于SPEEK质子交换膜的填料,得到的磺化聚醚醚酮/SGO膜具有高度均匀的结构,并具有良好的机械和化学稳定性.SGO的掺入大大提高了离子交换容量,吸水率,以及磺化聚醚醚酮膜的质子传导性.在SGO含量良好控制的情况下,该复合膜比Nafion 112膜具有低的甲醇渗透率和相似的质子传导性,这为它们作为质子交换膜应用于直接甲醇燃料电池提供很大的潜力.燃料电池测量结果表明,SPEEK/SGO膜作为质子交换膜表现出比纯SPEEK膜或SPEEK/GO膜具有更好的性能.当SGO的含量进行优化后制得的SPEEK/SGO膜在直接甲醇燃料电池性能测试中表现比Nafion 112膜高7％的电池性能,并在80℃条件下,使用SPEEK/SGO-5膜和Nafion112膜的直接甲醇燃料电池的最大功率密度之间的比率最高(＞1.13),DMFC的耐久性测试表明SPEEK/SGO-5膜相对于Nafion(R)112在长时间范围内一直保持较高电化学性能.
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