个人信息Personal Information
教授
博士生导师
硕士生导师
性别:女
毕业院校:大连理工大学
学位:博士
所在单位:化工学院
学科:膜科学与技术. 化学工程
办公地点:大连理工大学西部校区 化工实验楼D407
大连理工大学盘锦校区 D01 221
联系方式:📱/微信:13940978991
电子邮箱:xuemeiw@dlut.edu.cn
硫酸化SnO2/SPPESK复合质子交换膜的制备及燃料电池性能
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论文类型:期刊论文
发表时间:2019-01-05
发表刊物:化工进展
卷号:38
期号:1
页面范围:529-537
ISSN号:1000-6613
关键字:磺化聚芳醚砜酮;硫酸化二氧化锡;纳米粒子;有机无机复合质子交换膜;直接甲醇燃料电池
摘要:非氟聚合物磺化聚芳醚砜酮(SPPESK)具有甲醇渗透率低、化学、热稳定性高等优点,但其高的电导率需通过提高磺化度获得,导致膜因过度溶胀而失去尺寸稳定性.添加无机纳米颗粒可以有效提高膜性能,但因其表面缺少功能化基团,导致颗粒有机相容性差,阻醇性能和质子传导率不易同时提高.硫酸化改性的纳米颗粒因其表面具有酸性位点和硫酸基团,能够有效克服这一问题.本文制备表面硫酸化改性的SnO2(SSnO2)纳米颗粒并引入SPPESK基质制备有机无机复合质子交换膜.当SSnO2含量不大于7.5%时,纳米颗粒具有良好的有机相容性,可均匀分散于聚合物基质.SSnO2含量为7.5%时,80℃下复合膜吸水率(19.6%)比SPPESK原膜提高19%,接近Nafion115.颗粒诱导膜内离子簇的聚集扩大,降低了质子的传导阻力,质子传导率分别比SPPESK原膜和Nafion115膜提高48%和30%.同时,纳米颗粒增大了甲醇传递空间位阻,甲醇渗透率较SPPESK原膜和Nafion115膜分别降低46%和71%.直接甲醇燃料电池0.5V处功率密度分别比SPPESK原膜和Nafion115膜高205%和50%.