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磺化聚醚醚酮/含硅二胺交联结构质子交换膜的制备与性能研究

赵春霞  何达  岳杰  李辉  李云涛  
【摘要】:采用含硅二胺(DMS)与磺化聚醚醚酮(SPEEK)反应,制备了交联结构质子交换膜.通过傅里叶变换红外(FTIR)和溶解实验证实交联结构的存在.采用热重分析仪(TG)、万能材料试验机和电化学综合站,研究了交联结构质子交换膜的热稳定性能、力学性能和交流阻抗.对质子交换膜的阻醇性能、水中尺寸稳定性能、吸水率、质子交换容量和质子传导率进行了详细探讨.交联改性可大幅度提高SPEEK膜的力学性能、阻醇性能以及尺寸稳定性能.通过扫描电镜(SEM)观察拉伸断面微观形貌,结果显示,DMS均匀分散在SPEEK基体中.将SPEEK/DMS交联结构质子交换膜与Nafion-117膜进行了性能对比分析,结果表明适度交联的质子交换膜具有比Nafion-117更优异的综合性能.20%的DMS对SPEEK进行交联改性后,膜的甲醇渗透系数为4.26×10-7cm2·s-1,远低于Nafion-117的1.88×10-6cm2·s-1;SPEEK/DMS-20%交联质子交换膜的有效选择性是Nafion-117的1.68倍.

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