磺化聚二氮杂萘醚酮用于DMFC的性能测试.docx

《磺化聚二氮杂萘醚酮用于DMFC的性能测试.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《磺化聚二氮杂萘醚酮用于DMFC的性能测试.docx（2页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、磺化聚二氮杂紫醴酮用于DMFC的性能测试韩东梅I舒东2孟跃中I田双红11中山大学理工学院光电材料与技术国家重点实验室；2华南师范大学化学与环境学院关键词磺化聚二氮杂亲醴酮，质子交换膜，甲醇渗透，直接甲醇燃料电池聚芳酸是一种工程塑料，具有良好的机械性能，优良的热学和化学稳定性能。以这种材料为基体发展新的离子聚合物受到深入的研究。A11anSHay研究组发现二氮杂蔡酮可以象双酚一样反应生成聚芳醴口。这些聚合物具有很高的玻璃化转变温度和热稳定性。SYoshida,ASHay,SJWang和YZMeng等发现双二氮杂亲酮单体与活化二卤化合物反应有很高的活性，可以通过碳一一氮偶联反应制得高分子量的聚合物

2、我们之前报导的磺化聚二氮杂亲醴酮就是在此基础上向聚合物分子链引入磺酸基团，使其成为质子交换膜，研究发现这种膜具有很好的抗氧化和抗水解性能、机械性能、热稳定性能等，应用于燃料电池具有良好的性能EV。从应用于直接甲醇燃料电池的角度出发，我们对合成的磺化聚二氮杂蔡酉迷酮(SUIfOnatedPo1y(phtha1azinoneetherketone),SPPEK)进行了性能测试。结果表明，该聚合物作为质子交换膜，用于直接甲醇燃料电池具有很好的应用前景。1实验1.1 磺化聚二氮杂亲醴酮质子交换膜的制备磺化聚二氮杂亲醴酮由含联苯二酚的双二氮杂秦酮与磺化二氟二苯酮反应生成。1. 2磺化聚二氮杂亲醴酮质子交

3、换膜的物理化学性能测试对SPPEK的物理化学性能进行测试。并与Nafion115膜的相关性能进行对比。其中，质子电导率的测试是在20湿度100%,平衡4h条件下测得的。1.3 磺化聚二氮杂亲醴酮质子交换膜的甲醇渗透测试测试池是由两个独立的测试室组成，中间用膜隔开。设定搅拌速度，通过气相色谱检测对面室中渗透的甲醇浓度，并根据FiCk定律计算甲醇的渗透系数。1.4 磺化聚二氮杂蔡醴酮质子交换膜的质子电导率测试使用So1artron的1287和1255B电化学工作站测试，采用两电极法，交流阻抗扰动电压IOmvo2.实验结果与讨论2. 1SPPEK质子交换膜的物理化学性能SPPEK质子交换膜的IEC值

4、，EW值和质子导电率列于TabIe1中。将该膜置于100的沸水中渚IOOh后，其外观和机械强度几乎没发生变化，这表明该膜具有较强的抗水解能力和机械性能。Tab1e1质子交换膜的物理化学性能EW(gmeq)IEbytitration(meqg)Protonconductivity1(scm)Thickness(m)SPPEK4902.041.0610280Nafion115I1OO0.912.03IO-21252.3 SPPEK质子交换膜的甲醇渗透系数SPPEK质子交换膜表现了很好的阻止甲醇渗透能力，透醇系数为0.41X10%m2s,而相同条件下NafiOnn5膜的透醇系数则是1.54106cm

5、2soNafion117膜的透醇系数则是1.32106cm7s与文献报道相符。Tab1e2质子交换膜的甲醇渗透系数membraneNafion115Nafion117SPPEKD*16cm2/sI.32I.540.412.4 SPPEK质子交换膜的质子电导率测试用SPPEK质子交换膜厚度150um,在恒定湿度97%,平衡40min时不同温度的质子电导率如Fig1所示。80,不同湿度平衡40IIin时质子电导率如Fig2所示。SPPEK电导率稍低，这是由于NafiOn膜中的F原子有很强的吸电子能力，使得磺酸基团活化而具有更强的酸性所致。-5296311OOOOoooo55555(EuJ。、S)至1onpu8co1。CJOESYO1*)A1一BPCOOco1。1Temperature(0C)Humidity(100%)Fig1不同温度对电导率的影响Fig2不同湿度对电导率的影响3结论对SPPEK质子交换膜的性能进行了表征，它有很好的阻醇能力，并有和NafiOn膜相当数量级的质子电导率，同时具有较强的抗水解能力和机械性能，因此，在直接甲醇燃料电池中有好的应用前景。参考文献（略）