王哲
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隋秀鹏
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倪宏哲
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吕鑫
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张会轩
高分子材料科学与工程
通过共混的方法制备了磺化聚芳醚酮砜(SPAEKS)与聚偏氟乙烯(PVDF)复合型质子交换膜.红外光谱(FT-IR)表明复合膜中存在C-F和O=S=O收缩振动峰.X射线衍射(XRD)结果表明,随着PVDF含量的增加,PVDF的结晶峰明显增强.扫描电镜照片显示,当PVDF含量低于20％时,有细小的晶体颗粒均匀分布在膜的表面,而当PVDF含量高于20％时,复合膜的表面和断面都有微孔存在.热重分析(TGA)证实PVDF的引入提高了膜的热稳定性.PVDF质量分数为15％的复合膜在25℃时的质子传导率保持在0.055 S/cm,而甲醇渗透系数降低到2.28×10-7 cm2/s,能够满足直接甲醇燃料电池的需要.
关键词:
直接甲醇燃料电池
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磺化聚芳醚酮砜
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聚偏氟乙烯
,
复合膜
王哲
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杨鑫
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吴清海
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倪宏哲
,
周杰
高分子材料科学与工程
通过热重分析仪(TGA)对作为质子交换膜材料使用的磺化聚芳醚酮砜(SPAEKS)进行了热性能研究.采用不同的升温速率,分别用Kissinger方法和Flynn-Wall-Ozawa方法研究了不同磺化度的SPAEKS在氮气氛围下磺酸基团完全脱落前的热降解动力学.研究表明,通过Kissinger方法计算得到SPAEKS的活化能E、指前因子A、反应级数η、相关系数r(磺化度0.8的SPAEKS-4,E=149.16 kJ/mol,InA=23.93,n=2.6,r=0.9887).通过Flynn-Wall-Ozawa方法计算得到SPAEKS的平均活化能E(SPAEKS-4的活化能为140.73 kJ/mol),而且所求活化能在相同磺化度下略低于用Kissinger方法所求,但活化能都随着磺化度的增加而增大.
关键词:
磺化聚芳醚酮砜
,
热重分析
,
降解动力学
,
活化能
王哲
,
吕鑫
,
隋秀鹏
,
倪宏哲
,
张明耀
,
张会轩
高分子材料科学与工程
为了进一步提高质子交换膜在中高温时的质子导电率,文中以高磺化度的磺化聚芳醚酮砜（SPAEKS）和聚乙烯醇（PVA）为原料,通过溶液共混法制备了PVA不同含量的磺化聚芳醚酮砜/PVA复合膜。通过对复合膜的性能测试发现,PVA的引入提高了膜的热稳定性、吸水率和保水能力。而且SPAEKS/PVA复合膜的质子传导率高于SPAEKS膜,在80℃时,复合膜的质子传导率都在0.07 S/cm以上,能够满足中高温质子交换膜燃料电池的使用要求。
关键词:
磺化聚芳醚酮砜
,
质子导电率
,
聚乙烯醇
,
复合膜
王哲
,
杨鑫
,
倪宏哲
,
吴清海
,
张明耀
,
张会轩
高分子材料科学与工程
采用不同升温速率,对作为质子交换膜材料使用的磺化聚芳醚酮砜(sPAEKS,磺化度为0.8)共聚物在不同气氛中进行了热重分析.研究表明,SPAEKS在空气中更容易完成高分子主链的完全断裂.分别用Kissinger和FIynn-Wall-Ozawa方法对SPAEKS中磺酸基团进行了降解动力学研究,得到其活化能E、指前因子A、反应级数n、相关系数r.发现在同种气氛条件下,Flynn-Wall-Ozawa方法所得的活化能比Kissinger方法求出的活化能略低;在空气气氛中求得的活化能要低于氮气气氛中的活化能.建立了SPAEKS在两种气氛中的寿命方程,为质子交换膜材料在具体使用温度下的使用寿命提供了理论依据.
关键词:
磺化聚芳醚酮砜
,
不同气氛
,
热重分析
,
降解动力学
王哲
,
倪宏哲
,
张明耀
复合材料学报
为了满足高温质子交换膜燃料电池使用要求,采用溶液铺膜法制备了磺化聚芳醚酮砜(SPAEEKS)与磷钨酸(HPA)复合型质子交换膜.红外光谱证明磷钨酸中的桥氧原子和端氧原子与磺酸基团形成了强烈的相互作用.扫描电镜照片显示磷钨酸粒子能够均匀地分散在聚合物的基体中.磷钨酸的引入提高了复合膜的热稳定性,含有30 wt%HPA、SPAEEKS磺化度为0.8的复合膜(HPA30/SPAEEKS-0.8)的玻璃化转变温度达到236℃,质量损失5%时的热分解温度达到了299℃.在相同测试条件下,HPA30/SPAEEKS-1.0在80℃时质子传导率高于Nation 117,而且在120℃达到了0.098 S/cm.结果表明,HPA30/SPAEEKS-1.0有望在高温质子交换膜燃料电池中得到应用.
关键词:
燃料电池
,
复合型质子交换膜
,
磺化聚芳醚酮砜
