杂多酸掺杂PAN-SiO_2复合质子交换膜的研究  

Preparation and Properties of Proton Exchange Membranes Based on Heteropolyacids Doped Polyacrylonitrile/Silica Composites

作　　者：浦鸿汀[1] 侯继斅[1] 杨正龙[1] 

机构地区：[1]同济大学材料科学与工程学院,上海200092

出　　处：《同济大学学报（自然科学版）》2006年第11期1519-1523,共5页Journal of Tongji University:Natural Science

基　　金：国家自然科学基金资助项目(50103009);上海市自然科学基金资助项目(05ZR14126);上海市曙光计划人才基金资助项目(05SG24)

摘　　要：采用溶胶-凝胶法制备了杂多酸掺杂聚丙烯腈-二氧化硅（PAN-SiO2）复合质子交换膜，并研究了其质子导电性能、保水能力和抗化学氧化性能．研究结果表明，该有机／无机复合质子交换膜的室温质子电导率为10^-6 S．ctn^-1左右，SiO2和杂多酸的加入使得该复合膜可以在较高温度下使用，而且随着温度的升高质子电导率可提高1～2个数量级，在140℃的中温工作条件下质子电导率则可达10^-4 S·cm^-1．同时SiO2和杂多酸的加入能有效提高中温条件下该复合膜的保水率．与纯聚合物相比，复合膜的抗化学氧化能力显著提高．Proton exchange membranes based on polyacrylonitrile（PAN）/silica composites doped with heteropolyacids such as phosphotungstic acid （PWA） or silicotungstic acid （SiWA） were prepared by sol-gel method. The proton conductivity, water retention and chemical oxidation resistance of these composite membranes were investigated. The composite membranes can exhibit an anhydrous proton conductivity as high as 10^-6 S·cm^-1 at room temperature, and increases to 10^-4 S· cm^-1 order of magnitude at an intermediate temperature of 140 ℃. The water retention of the composite membranes at higher temperature can be improved by the addition of silica and heteropolyacids. Compared with pure PAN membranes, the chemical oxidation resistance of the composite membranes is improved significantly.

关 键 词：质子电导率 保水能力 抗氧化性 质子交换膜 聚丙烯腈 有机-无机复合 

分 类 号：TQ323.7[化学工程—合成树脂塑料工业] O633.2[理学—高分子化学]