原位聚合酸碱共混质子交换膜的制备及性质  

Preparation and properties of acid-base blend membranes using in situ polymerization

作　　者：冯少广[1] 尚玉明[1] 谢晓峰[1] 李雷[1] 徐景明[1] 

机构地区：[1]清华大学核能与新能源技术研究院,北京100084

出　　处：《清华大学学报（自然科学版）》2009年第9期1557-1560,共4页Journal of Tsinghua University(Science and Technology)

基　　金：国家自然科学基金资助项目(50703021);国家"八六三"高技术项目(2006AA05Z138;2007AA05Z146;2008AA03Z205)

摘　　要：为了降低磺化聚醚醚酮（SPEEK）的溶胀性和甲醇渗透性，采用原位聚合的方法，将具有良好溶解性的聚苯并咪唑（PBI）中间体-聚甲亚胺（PAM）预聚物加入到SPEEK基体中，在一定条件下原位反应使PAM相对分子质量增加，通过氧化得到SPEEK／PBI酸碱共混膜。研究发现：PBI的引入有效地降低膜的溶胀性和甲醇渗透性。随着PBI含量的增加，质子电导率逐渐降低，当PBI含量为5％时，共混膜70℃时电导率可以达到205mS／cm，与该温度下Nafion117（200mS／cm）相当。当PBI含量在9％～10％范围内，共混膜具有相对较好的综合性能。An acid-base composite membrane containing sulfonated poly（ether ether ketone） （SPEEK） and polybenzimidazole （PBI） was fabricated using in situ polymerization to reduce the swollen in methanol/water solutions and to reduce methanol crossover. The soluble poly（azomethine） （PAM） intermediate of PBI is mixed into the SPEEK solution and repeatedly polycondensed with oxygen to form a PBI sub-network in SPEEK. The results show that the introduction of PBI reduces the excess swelling and increases the operating temperature. The proton conductivity of the membranes decreases gradually with increasing PBI content. For a PBI content of 5%, the proton conductivity of the blend membrane at 70℃ is 205 mS/cm, which is higher than for Nafion117 （200 mS/cm）. The membranes have even better properties when the PBI content is 9 -10%.

关 键 词：燃料电池 质子交换膜 磺化聚醚醚酮(SPEEK) 聚苯并咪唑(PBI) 共混 

分 类 号：TM911.4[电气工程—电力电子与电力传动]