郝燕
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刘书题
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郭贵宝
,
班辉
,
赵文广
膜科学与技术
doi:10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2015.01.014
以聚乙烯醇(PVA)为基体,利用原位合成法制备了二氧化硅(SiO2)和硅钨酸(SiWA)微粒在PVA基质中均匀分布的二氧化硅/硅钨酸改性聚乙烯醇(SiO2/SiWA-m-PVA)质子交换膜,利用扫描电镜(SEM)和热重分析仪(TG)分别对膜的形貌及热稳定性进行了表征,四氯化硅与钨酸钠摩尔比对SiO2/SiWA-m-PVA质子交换膜的质子导电性能、阻醇性能的影响.结果表明,四氯化硅与钨酸钠摩尔比为1∶1时,原位合成的二氧化硅和硅钨酸在质子交换膜中分散均匀,在温度低于100℃时SiO2/SiWA-m-PVA膜保水性能好;室温质子电导率为1.48×10-2 S/cm,甲醇渗透率为1.37×10-7 cm2/s,比相同条件下Nafion117膜甲醇渗透率低一个数量级,应用于直接甲醇燃料电池单电池能量密度可达11.82 mW/cm2.
关键词:
质子交换膜
,
聚乙烯醇
,
原位合成
,
二氧化硅
班辉
,
郭贵宝
,
张芳
高分子材料科学与工程
将磷酸和钨酸钠溶于聚乙烯醇(PVA)和聚偏氟乙烯(PVDF)的二甲基亚砜极性有机溶液中,利用原位合成法制备了膜中分布均匀的磷钨酸掺杂的聚乙烯醇/聚偏氟乙烯质子交换膜(PWA-d-PVA/PVDF).应用多功能材料实验机表征了膜的力学强度,使用交流阻抗谱和气相色谱仪研究了PVDF含量对PWA-d-PVA/PVDF膜的质子导电、溶胀和阻醇等性能的影响.同时通过热重和电镜扫描等方法对膜的热稳定性和形貌进行了表征.结果表明,膜中PVDF含量增大,膜的溶胀度降低,热稳定性提高,强度增大.与Nafion膜的性能相比,PVDF质量分数为20％的PWA-d-PVA/PVDF膜的溶胀度降低了23.8％,甲醇渗透率降低了1个数量级.PWA-d-PVA/PVDF(20％)膜在甲醇浓度为2 mol/L时的直接甲醇燃料电池(DMFC)中测得最大功率密度为15.08 mW/cm2.
关键词:
直接甲醇燃料电池
,
原位合成法
,
磷钨酸
,
聚乙烯醇
,
聚偏氟乙烯
