聚苯并咪唑/磺化苯膦酸锆质子交换杂化膜的制备与表征

摘要：

为了提高质子交换膜在高温和低湿度条件下的热稳定性、机械性能和质子传导性能,将新型质子导体磺化苯膦酸锆(Zirconium Sulfophenylphosphonate,ZrSPP)引入聚苯并咪唑(Polybenzimidazole,PBI)有机基体中制备PBI/ZrSPP质子交换杂化膜.分别采用扫描电镜(SEM)、拉伸测试、热稳定性分析(TGA)和交流阻抗法对质子交换杂化膜的微观结构及性能进行表征.考察了ZrSPP在膜内的分散性及其加入对质子交换杂化膜的热稳定性能,机械性能及质子传导性能的影响.实验结果表明,ZrSPP均匀的分布在质子交换杂化膜中;ZrSPP的加入增强了质子交换杂化膜的热稳定性能;在外界不加湿的条件下,PBI/5％ ZrSPP质子交换杂化膜的质子电导率在160℃可达到38mS/cm.PBI/5％ ZrSPP质子交换杂化膜的拉伸强度为43.0MPa,具有比Nafion(R) 117(拉伸强度26.6MPa)更好的机械性能.

关键词：聚苯并咪唑、磺化苯膦酸锆、质子交换膜、高温、质子传导率

所属期刊栏目：31

分类号：TM911.48

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;江苏省自然科学基金基础研究项目;江苏省普通高等学校研究生科研创新计划

在线出版日期：2015-06-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：97-106