磺化聚砜-聚多巴胺-ZrO2有机无机杂化复合质子交换膜的结构及性能

编号 zgly0001691220

文献类型 期刊论文

文献题名 磺化聚砜-聚多巴胺-ZrO2有机无机杂化复合质子交换膜的结构及性能

作者 陈闯  林锋  蔡蓉  陈芳  马晓燕 

作者单位 西北工业大学深圳研究院  西北工业大学理学院 

母体文献 复合材料学报 

年卷期 2019年11期

年份 2019 

分类号 TM911.4  TB383.2 

关键词 复合膜  质子交换膜  聚多巴胺(PDA)  仿生矿化  多孔基底 

文摘内容 为了解决燃料电池质子交换膜在高温全水合状态下的质子传导率低、易溶胀的问题,以商用磺化聚砜（PSF）多孔膜为基体,经聚多巴胺（PDA）表面沉积修饰后,在膜表面矿化形成ZrO2层从而制备PSF-PDA-ZrO2复合质子交换膜。研究了PDA沉积条件和ZrO2矿化工艺对PSF-PDA-ZrO2复合膜表面微观形貌及元素分布的影响规律;选择PDA沉积时间为5h的PSF-PDA改性膜进行矿化,随矿化时间的增加,其表面矿化层Zr元素含量显著提高。对PSF-PDA-ZrO2复合膜进行吸水率、溶胀率和电导率进行测试。结果表明,相较于PSF多孔膜,ZrO2矿化层显著抑制了PSF-PDA-ZrO2复合膜在高温下的溶胀行为,其溶胀率随矿化时间的增加逐渐降低。PDA沉积时间为5h,矿化时间分别为1h、5h、12h和24h的PSF-PDA-ZrO2复合膜质子传导率均高于纯PSF多孔膜,且随着矿化时间的增加复合膜的电导率逐渐降低。其中PDA沉积时间为5h,矿化时间为1h的PSFPDA-ZrO2复合膜电导率在90℃时高达0.117S·cm-1,是同条件下纯PSF多孔膜的2.5倍。