磺化来瓦希尔骨架（MIL-101（Cr）-SO3H）/磺化酚酞侧基聚芳醚砜杂化质子交换膜的制备及性能

编号 zgly0001706245

文献类型 期刊论文

文献题名 磺化来瓦希尔骨架（MIL-101（Cr）-SO3H）/磺化酚酞侧基聚芳醚砜杂化质子交换膜的制备及性能

作者 韩光鲁  陈哲  蔡立芳  张永辉  张学波  马环环  冯明煦 

作者单位 郑州轻工业学院材料与化学工程学院  河南省化工分离过程强化工程技术研究中心 

母体文献 复合材料学报 

年卷期 2020年03期

年份 2020 

分类号 TB383.2  TM911.4 

关键词 合成  制备  杂化  燃料电池  质子交换膜 

文摘内容 应用水热合成法制备了来瓦希尔骨架材料（MIL-101（Cr））,通过后磺化法将磺酸（SO3H）基团引入MIL-101（Cr）的笼状结构中,得到具有质子传导功能的MIL-101（Cr）-SO3H。FTIR结果表明,磺酸基团成功引入到MIL-101（Cr）中。SEM和XRD结果表明,磺化前后材料的粒径在纳米尺寸范围,且MIL-101（Cr）-SO3H颗粒的晶体结构无坍塌。元素分析结果表明, MIL-101（Cr）-SO3H的磺化度为0.36。然后将MIL-101（Cr）-SO3H掺杂到磺化酚酞侧基聚芳醚砜（SPES-C）中制备了MIL-101（Cr）-SO3H/SPES-C燃料电池用杂化质子交换膜。SEM结果说明, MIL-101（Cr）-SO3H/SPES-C杂化膜内MIL-101（Cr）-SO3H分散均匀, SPES-C与MIL-101（Cr）-SO3H两相相容性较好,膜内无缺陷。TGA分析结果表明, MIL-101（Cr）-SO3H/SPES-C杂化膜热稳定性优良。MIL-101（Cr）-SO3H的引入可以提高MIL-101（Cr）-SO3H/SPES-C杂化膜吸水率并降低甲醇渗透性。随填充物MIL-101（Cr）-SO3H的含量增加和测试温度升高, MIL-101（Cr）-SO3H/SPES-C杂化膜的质子传导率随之增大。当温度为80℃时, MIL-101（Cr）-SO3H填充量为5wt%的MIL-101（Cr）-SO3H/SPES-C杂化膜的质子传导率达到0.162 S·cm-1,比商用Nafion膜的质子传导率(0.134 S·cm-1)提高了20.1%。