自交联聚乙烯亚胺-聚砜高温质子交换膜研究
为了制备出兼具高电导率和优异力学性能的高温质子交换膜,本工作采用化学自交联的方法将含氮功能基团聚乙烯亚胺(PEI,平均分子量200)接枝到氯甲基化聚砜(CMPSF)高分子链上制备磷酸掺杂型高温质子交换膜的基膜(PEI-PSF).其中,PEI上的含氮功能基团既作为磷酸吸附位点,使高温质子交换膜获得高的质子传导率,同时又作为交联位点与CMPSF高分子链上的苄氯基团发生自交联反应,使聚合物膜具有优良的力学性能.傅里叶变换红外光谱和X-射线光电子能谱测试结果表明,CMPSF高分子链上的苄氯基团与PEI上的含氮功能基团发生完全反应,且随着聚砜氯甲基化程度的增加,膜中引入的PEI含量相应增加,进而提升了PEI-PSF膜的磷酸掺杂水平.氯甲基化程度为58％的PEI-PSF膜(PEI-PSF-58)磷酸吸附量达到122 wt％,在180℃无水条件下质子电导率达到3.4×10-2 S·cm-1,同时该复合膜拉伸强度达到30 MPa.基于磷酸掺杂的PEI-PSF-58复合膜的高温质子交换膜燃料电池在150℃干气条件下的输出峰功率达到200 mW·cm-2,并且在78 h的测试时间内展示出了良好的稳定性.
燃料电池、磷酸掺杂高温质子交换膜、自交联、质子电导率、力学性能
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项目受国家重点研发计划;北京市自然科学基金;国家自然科学基金;北京市科技计划;中央高校基本科研业务费专项资助
2020-05-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
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