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作者：程成1;张琪1;张正东1;钟璟1;周守勇2
单位：常州大学 石油化工学院，常州大学精细石油化工江苏省重点实验室，江苏 常州 213164;淮阴师范学院 化学化工学院，江苏省低维材料化学重点实验室，江苏 淮安 223300
摘要：为了提高磺化聚酰亚胺膜的水解稳定性和质子传导性,将带有醚键的磺化聚酰亚胺(SPI)和磺化介孔二氧化硅(SMCM)共混,通过溶液流延法制备了SPI/SMCM质子交换复合膜。重点研究了不同的SMCM含量对SPI/SMCM复合膜微观结构和性能的影响,实验结果表明:SMCM的引入提高了复合膜的热稳定性,亲水性SMCM的大比表面积有助于提高SPI/SMCM复合膜的吸水性,SPI/SMCM-10%复合膜的吸水率达到19.5%。SMCM在复合膜内形成支撑结构抑制了SPI/SMCM复合膜的溶胀,提高了复合膜的尺寸稳定性。通过对SPI/SMCM复合膜性能比较发现,SPI/SMCM-6%质子交换膜的综合性能最佳。SPI/SMCM-6%复合膜的拉伸强度为34.3 MPa,是Nafion-212膜(11.9 MPa)的2.88倍,SPI/SMCM-6%复合膜具有良好的水解稳定性,其值大于360 h。SPI/SMCM-6%复合膜在90 ℃去离子水中质子电导率达到了0.286 S·cm-1,亲水性SMCM的引入在SPI/SMCM复合膜中形成连续的质子传输通道,提高了复合膜的质子传导性能。
关键词：磺化聚酰亚胺;磺化介孔二氧化硅;质子交换膜;质子电导率;燃料电池
基金资助：江苏省精细石油化工重点实验室开放课题基金资助项目(KF2106)。
