侧链型磺化聚芳醚酮，磺化聚乙烯醇复合型直接甲醇燃料电池用质子交换膜

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^-7cm^2·s^-1降低到S-SPAEK，SPVA30的1．3×1017cm^2·s^-1，比S—SPAEK膜的11．5×10^-7cm^2·s^-1降低了一个数量级．SPVA的引入增加了亲水基团数量...

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Published in物理化学学报 Vol. 29; no. 7; pp. 1515 - 1523
Main Author 程海龙 徐晶美 王哲 任春丽 白洪伟 赵成吉 张会轩
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 长春工业大学合成树脂与特种纤维工程研究中心,长春,130012%长春工业大学合成树脂与特种纤维工程研究中心,长春130012 2013
中国科学院长春应用化学研究所,长春130022%吉林大学化学学院,麦克德尔米德实验室,长春130012
Subjects
复合膜
甲醇渗透率
磺化聚乙烯醇
磺化聚芳醚酮
质子传导率
磺化聚乙烯醇
Composite membrane
Sulfonated poly(aryl ether ketone)
Proton conductivity
磺化聚芳醚酮
复合膜
Sulfated poly(vinyl alcohol)
Methanol permeability
甲醇渗透率
质子传导率
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ISSN1000-6818
DOI10.3866/PKU.WHXB201304261

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Summary: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^-7cm^2·s^-1降低到S-SPAEK，SPVA30的1．3×1017cm^2·s^-1，比S—SPAEK膜的11．5×10^-7cm^2·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℃时，S．SPAEK，SPVA30复合膜的质子传导率分别达到了0．071和0．095S·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．
Bibliography:11-1892/06
CHENG Hai-Long XU Jing-Mei WANG Zhe ＇z＂ REN Chun-Li BAI Hong-Wei ZHAO Cheng-JP ZHANG Hui-XuaW,z＊ （ Engineering Research Center of Synthetic Resin and Special Chemical Fiber, Changchun University of Technology, Changchun 130012, P. R. China; ZChangchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130022, P. R. China; 3Alan G. MacDiarmid lnstitute, College of Chemistry, Jilin University, Changchun 130012, P. R. China）
Poly（aryl ether ketone）/sulfated poly（vinyl alcohol） （S-SPAEK/SPVA） composite membranes with different mass fractions of SPVA were prepared by solution casting using highly sulfonated side-chain- type sulfonated poly（aryl ether ketone） and sulfated poly（vinyl alcohol） as raw materials. Fourier transform infrared （FTIR） spectroscopy confirmed the structure of the S-SPAEK/SPVA composite membranes. Scanning electron microscope （SEM） images showed that SPVA was uniformly dispersed in an S-SPAEK polymer matrix. The uptake and swelling behavior, water retention capacit
ISSN:1000-6818
DOI:10.3866/PKU.WHXB201304261