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金属有机骨架(MOFs)基复合质子交换膜的研究进展 被引量:1
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作者 李磊 王园园 魏国兰 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第1期17-27,共11页
近年来,金属有机骨架(MOFs)材料由于具有超大的比表面积和丰富的孔道结构,作为一种新型的质子导体在质子交换膜中的应用受到越来越多的关注。随着研究的不断深入,为进一步提升MOFs复合质子交换膜的各项性能,MOFs材料在质子交换膜中的物... 近年来,金属有机骨架(MOFs)材料由于具有超大的比表面积和丰富的孔道结构,作为一种新型的质子导体在质子交换膜中的应用受到越来越多的关注。随着研究的不断深入,为进一步提升MOFs复合质子交换膜的各项性能,MOFs材料在质子交换膜中的物理形态逐渐由颗粒状向连续相发展,MOFs材料的组分也呈现出由单一组分到双组分的发展态势。本文以质子交换膜中MOFs材料的物理形态为主线,将其划分为MOFs晶体/聚合物质子交换膜、第三相增强MOFs/聚合物复合质子交换膜和MOFs纳米纤维/聚合物复合质子交换膜,全面综述了MOFs材料在质子交换膜中的研究进展,并对MOFs复合质子交换膜的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 金属有机框架 复合质子交换 质子传导率 燃料电池
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基于聚偏氟乙烯/聚多巴胺/UiO-66纳米纤维的复合质子交换膜制备及其性能
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作者 张鑫伟 李港华 +3 位作者 李林蔚 刘红 田明伟 王航 《纺织学报》 北大核心 2025年第2期35-42,共8页
针对质子交换膜内高效质子传输通道构筑难题,提出了多尺度微相界面结构与多功能酸-碱离子域协同构筑策略,采用聚多巴胺(PDA)修饰和锆1,4-氨基苯金属有机骨架(UiO-66)原位生长方法制备聚偏氟乙烯(PVDF)/PDA/UiO-66纳米纤维,后经磺化聚砜... 针对质子交换膜内高效质子传输通道构筑难题,提出了多尺度微相界面结构与多功能酸-碱离子域协同构筑策略,采用聚多巴胺(PDA)修饰和锆1,4-氨基苯金属有机骨架(UiO-66)原位生长方法制备聚偏氟乙烯(PVDF)/PDA/UiO-66纳米纤维,后经磺化聚砜溶液(SPSF)浸渍制得致密的复合质子交换膜,并对PVDF/PDA/UiO-66纳米纤维对质子交换膜微观结构、吸水性能、尺寸稳定性能、质子传导性能、甲醇渗透系数等的影响规律进行了研究。结果表明:多尺度微观纳米纤维结构显著增加了微相界面作用区域并通过酸-碱离子作用有效调控膜内质子传输位点,提升了复合质子交换膜综合性能;所制备的质子交换膜吸水率增加到55.56%,溶胀性被限制在18.32%;复合膜的质子电导率达到了0.165 S/cm,相对于SPSF膜提升了100.97%;甲醇渗透系数显著降低,甲醇渗透率低至2.139×10^(-7) cm^(2)/s,选择性相比SPSF膜提高了11倍。基于原位生长金属有机骨架纳米纤维的多尺度微相界面结构与多功能酸-碱离子域协同构筑策略,可从结构与功能角度有效协同提升质子交换膜综合性能,助推下一代新型纳米纤维复合质子交换膜发展。 展开更多
关键词 纳米纤维 质子交换 质子传导通道 直接甲醇燃料电池 金属有机骨架化合物
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有机/无机纳米复合质子交换膜的研究进展 被引量:11
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作者 浦鸿汀 侯继斅 杨正龙 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期137-141,共5页
通过有机 无机复合的方法可以得到聚合物电解质膜燃料电池 (PEMFCs)中用的纳米复合质子交换膜 ,膜的工作温度、保水能力、机械强度、抗渗透性能和薄膜的综合性能都有大幅度的提高。本文评述了研究得较多的几类有机 无机纳米复合质子... 通过有机 无机复合的方法可以得到聚合物电解质膜燃料电池 (PEMFCs)中用的纳米复合质子交换膜 ,膜的工作温度、保水能力、机械强度、抗渗透性能和薄膜的综合性能都有大幅度的提高。本文评述了研究得较多的几类有机 无机纳米复合质子交换膜的性能特点及最新研究进展 ,提出了有机 无机复合质子导电薄膜材料的一些设计和制备原则。 展开更多
关键词 有机 无机复合 纳米 质子交换 燃料电池 溶胶-凝胶法
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PVA-PWA-Al_2O_3无机-有机复合质子交换膜的研究 被引量:7
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作者 伍艳辉 康峰 李佟茗 《膜科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期57-60,66,共5页
以聚乙烯醇(PVA)、磷钨酸(PWA)和氧化铝(Al2O3)溶胶为原料,制备得到PVA-PWA-Al2O3无机-有机复合质子交换膜,测定了膜的电导率、含水率、溶胀度和甲醇透过系数等性质.测试结果表明,该复合膜具有较高的导电率和较好的阻醇效果,室温下测得... 以聚乙烯醇(PVA)、磷钨酸(PWA)和氧化铝(Al2O3)溶胶为原料,制备得到PVA-PWA-Al2O3无机-有机复合质子交换膜,测定了膜的电导率、含水率、溶胀度和甲醇透过系数等性质.测试结果表明,该复合膜具有较高的导电率和较好的阻醇效果,室温下测得电导率最高达到1.162 S/cm,甲醇透过系数在10-7cm2/s左右.复合膜中PWA含量增加,膜的电导率、含水率、溶胀度和甲醇透过系数都有所上升;膜中Al2O3含量增加,膜的电导率、含水率、溶胀度提高,但甲醇渗透系数稍有下降. 展开更多
关键词 聚乙烯醇 磷钨酸 氧化铝 无机-有机 质子交换
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无机-有机复合质子交换膜研究进展 被引量:2
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作者 伍艳辉 康峰 +1 位作者 冯炳康 李佟茗 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期169-172,共4页
质子交换膜是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的核心部件之一,它的发展对PEMFC的工业化进程具有十分重要的意义。无机-有机复合质子交换膜是质子交换膜发展的新方向。论文综述了共混法、溶胶-凝胶法、表面修饰法、原位聚合法、穿插法等制备无... 质子交换膜是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的核心部件之一,它的发展对PEMFC的工业化进程具有十分重要的意义。无机-有机复合质子交换膜是质子交换膜发展的新方向。论文综述了共混法、溶胶-凝胶法、表面修饰法、原位聚合法、穿插法等制备无机-有机复合质子交换膜的方法,并对无机-有机复合膜未来的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 无机-有机 质子交换 燃料电池
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无机相拓扑结构对有机-无机复合质子交换膜性能的影响综述
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作者 李磊 刘晓莲 +2 位作者 王利媛 康卫民 庄旭品 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期621-627,共7页
作为一种可持续能源转换装置,质子交换膜燃料电池受到了广泛关注。质子交换膜作为其中的核心部件,对提升燃料电池的电化学性能和降低成本起到至关重要的作用。目前,对于单一Nafion膜或非氟有机基质膜存在的燃料穿梭率高和质子传导率对... 作为一种可持续能源转换装置,质子交换膜燃料电池受到了广泛关注。质子交换膜作为其中的核心部件,对提升燃料电池的电化学性能和降低成本起到至关重要的作用。目前,对于单一Nafion膜或非氟有机基质膜存在的燃料穿梭率高和质子传导率对温度或湿度依赖性大等问题,基于有机-无机的复合策略的质子交换膜具有明显改善作用。本文选取三类典型无机添加物,从不断优化添加物自身拓扑结构的角度,对近年来国内外有机-无机复合质子交换膜的研究进展进行了综述,其中,对新兴的金属有机框架(MOF)添加物进行了重点论述;最后,对有机-无机复合质子交换膜的未来发展进行了展望。 展开更多
关键词 燃料电池 质子交换 有机-无机复合材料 拓扑结构 金属有机框架
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面向高湿PMs滤除和无源生理监测的有机-无机纳米杂化电活性聚乳酸防护膜
7
作者 徐明伟 杨尚学 +6 位作者 刘冠林 杨婷 张一帆 赵越 李和国 张明明 徐欢 《高等学校化学学报》 北大核心 2025年第3期132-143,共12页
空气中细微颗粒物(PMs)和病毒能攻击人体呼吸系统,导致呼吸功能受损.尽管生物基可降解聚乳酸(PLA)纳米纤维膜在空气净化领域有显著前景,但现有制备方法难以有效同时调控纤维微观结构、膜形态和驻极体性能.本文提出有机-无机纳米杂化复... 空气中细微颗粒物(PMs)和病毒能攻击人体呼吸系统,导致呼吸功能受损.尽管生物基可降解聚乳酸(PLA)纳米纤维膜在空气净化领域有显著前景,但现有制备方法难以有效同时调控纤维微观结构、膜形态和驻极体性能.本文提出有机-无机纳米杂化复合协同提升策略,采用静电纺丝PLA@TiO_(2)和电喷雾咪唑酸分子筛框架-8(ZIF-8)纳米电介质相结合的技术路线制备了PLA@TiO_(2)/ZIF-8(PLA@T/Z)纳米纤维膜,大幅提升了PLA纳米纤维膜的电活性和表面活性,其介电常数和表面电位分别可达3.47和8.5 kV.在10 N和1 Hz接触-分离循环测试中,PLA@T/Z输出电压高达17.9 V,而在仿人呼吸条件下输出电流为32.1 nA.得益于优异的驻极特性和电荷再生能力,PLA@T/Z展现了超高的PM_(0.3)过滤性能,在空气流速为85 L/min时能滤除90.4%的PM_(0.3),而压降仅为175 Pa;在相对环境湿度(RH)为90%时仍能滤除90.8%的PM_(0.3)(空气流速为32 L/min).有机-无机纳米杂化复合体系结构的设计拓展了PLA纳米纤维膜在空气净化和自供能呼吸监测等领域的应用前景. 展开更多
关键词 空气过滤 聚乳酸 纳纤防护 有机-无机杂化复合 无源监测
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基于P_2O_5/SiO_2与磺化聚醚醚酮合成的无机/有机复合质子交换膜 被引量:1
8
作者 周道武 李海滨 +2 位作者 谢强 邸志岗 陈小晶 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期8-12,共5页
采用溶胶-凝胶法制备P2O5/SiO2溶胶与P2O5/SiO2粉末,之后分别与磺化聚醚醚酮(SPEEK)复合,制得无机/有机复合质子交换膜并研究了两种膜的形貌、力学性能以及质子电导率。与纯SPEEK膜相比,P2O5/SiO2无机成分的引入能显著改善复合膜的质子... 采用溶胶-凝胶法制备P2O5/SiO2溶胶与P2O5/SiO2粉末,之后分别与磺化聚醚醚酮(SPEEK)复合,制得无机/有机复合质子交换膜并研究了两种膜的形貌、力学性能以及质子电导率。与纯SPEEK膜相比,P2O5/SiO2无机成分的引入能显著改善复合膜的质子导电性能。同时,P2O5/SiO2的不同引入方式导致复合膜具有不同的结构,进而引起复合膜力学性能与质子导电性能上的差异。在所制备的无机/有机复合膜中,含有40%P2O5/SiO2(质量分数)粉末的复合膜的质子电导率达到1.6×10-2 S/cm,其所组装的单电池的开路电压为0.95V,峰值功率密度达到446mW/cm2。 展开更多
关键词 P2O5 SIO2 无机 有机 质子交换 溶胶-凝胶 燃料电池
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SPSU/PWA/SiO_2有机-无机复合质子交换膜的研究 被引量:1
9
作者 费国平 李卫东 赵炯心 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期254-257,共4页
以磺化聚砜(SPSU)、磷钨酸(PWA)和二氧化硅(SiO2)溶胶为原料,制备了一种SPSU/PWA/SiO2有机-无机复合质子交换膜。研究了SiO2对复合膜的抗氧化性、膜内PWA的稳定性、阻醇性、电导率等性能的影响。研究表明:当SiO2掺杂质量分数为2%时,复... 以磺化聚砜(SPSU)、磷钨酸(PWA)和二氧化硅(SiO2)溶胶为原料,制备了一种SPSU/PWA/SiO2有机-无机复合质子交换膜。研究了SiO2对复合膜的抗氧化性、膜内PWA的稳定性、阻醇性、电导率等性能的影响。研究表明:当SiO2掺杂质量分数为2%时,复合膜显示了最佳的性能;80℃下,质子传导率超过Nafion膜,达到0.166S/cm,而甲醇渗透系数约为Nafion117膜的1/10。 展开更多
关键词 磺化聚砜 磷钨酸 二氧化硅 有机-无机 质子交换
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磷酸基COFs/Nafion复合膜的质子通道调控及其性能研究
10
作者 宋国庆 李旭 +1 位作者 张东伟 何春清 《电源技术》 北大核心 2025年第5期1019-1026,共8页
质子交换膜燃料电池是一种将化学能转化为电能的发电装置,开发高效且环保的质子交换膜对于满足人们对清洁能源的需求至关重要。Nafion膜是一种商用的质子交换膜,在高湿度下易发生溶胀。为了提高Nafion膜的质子传导能力,可在其中简单掺... 质子交换膜燃料电池是一种将化学能转化为电能的发电装置,开发高效且环保的质子交换膜对于满足人们对清洁能源的需求至关重要。Nafion膜是一种商用的质子交换膜,在高湿度下易发生溶胀。为了提高Nafion膜的质子传导能力,可在其中简单掺杂小分子无机酸,然而该方法容易导致交换膜发生泄漏。为了同时提高Nafion质子交换膜的机械性能和质子电导率,通过界面法合成含有磷酸基的共价有机框架(COFs,TpPa-PO_(3)H_(2))并将其掺入Nafion基体中。采用溶液浇铸法制得一系列TpPa-PO_(3)H_(2)/Nafion复合质子交换膜,并利用多种方法系统研究了磷酸基COFs掺杂对复合膜的微结构和性能的影响。掺杂TpPa-PO_(3)H_(2)可降低复合膜的结晶度,显著提高吸水率。磷酸基COFs和Na-fion基质间强烈的静电作用改善了复合膜的机械性能和热稳定性,降低了溶胀率。测试结果表明磷酸基COFs/Nafion复合膜质子电导率比纯Nafion膜最高可提升101%,单电池功率密度最高可提升81.2%,是一类综合性能良好的燃料电池用质子交换膜。 展开更多
关键词 质子交换 磷酸基共价有机框架 燃料电池 质子电导率
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燃料电池无机-有机复合质子交换膜的研究进展 被引量:1
11
作者 侯敬贺 刘闪闪 +2 位作者 肖振雨 蔡聿星 丁会利 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期44-48,53,共6页
燃料电池(Fuel Cell)是21世纪最有前途和发展潜力的清洁能源技术之一,质子交换膜(PEM)作为燃料电池的核心部件,对燃料电池的性能起到重要作用。鉴于全氟磺酸质子交换膜在高温低湿工作环境下所存在的缺点,制备低成本、高性能的无机-有机... 燃料电池(Fuel Cell)是21世纪最有前途和发展潜力的清洁能源技术之一,质子交换膜(PEM)作为燃料电池的核心部件,对燃料电池的性能起到重要作用。鉴于全氟磺酸质子交换膜在高温低湿工作环境下所存在的缺点,制备低成本、高性能的无机-有机复合质子交换膜是一种有效的解决办法。以制备无机-有机复合质子交换膜的主要无机填料为分类依据,介绍了近年来国内外无机-有机复合质子交换膜的研究现状,综述了各类无机填料与复合质子交换膜的性能之间的关系,展望了无机-有机复合质子交换膜的未来研究方向。 展开更多
关键词 燃料电池 聚合物 复合质子交换 纳米粒子 质子传导率
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磺化共价有机框架改性壳聚糖质子交换膜的制备及其性能研究 被引量:3
12
作者 李建全 李瑶 +1 位作者 王乐天 王朝 《应用化工》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期808-813,共6页
开发低成本、高性能的质子交换膜电解质对能源转化与存储领域的发展至关重要。将磺化共价有机框架(TPBD-SO_(3)H)引入到壳聚糖(CS)基体中,制备了一系列CS/TPBD-SO_(3)H复合膜,并对其结构与性能进行了表征。结果表明:TPBD-SO_(3)H与CS之... 开发低成本、高性能的质子交换膜电解质对能源转化与存储领域的发展至关重要。将磺化共价有机框架(TPBD-SO_(3)H)引入到壳聚糖(CS)基体中,制备了一系列CS/TPBD-SO_(3)H复合膜,并对其结构与性能进行了表征。结果表明:TPBD-SO_(3)H与CS之间能够产生交联作用,提高了复合膜的热稳定性和机械性能,其中拉伸强度达到了最高的80.2 MPa,与CS膜相比提高了201%;交联作用降低了复合膜的溶胀率,与CS膜相比下降了约40%。TPBD-SO_(3)H的孔道结构以及丰富的磺酸基团起到优化质子传输路径的作用,使复合膜的质子电导率在80℃,95%RH条件下,最高达到了24.7 mS/cm,为CS膜的2倍。 展开更多
关键词 质子交换 共价有机框架 壳聚糖 磺化
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金属有机框架/离子液体增强的质子交换膜的制备及性能 被引量:1
13
作者 孙丽君 吕雪燕 +1 位作者 丁陆阳 屈树国 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期150-158,共9页
为了提高磺化聚醚醚酮/离子液体(SPEEK/IL)膜的质子电导率,降低膜中IL的流失率,采用溶液浇铸法制备了双金属Cd@Co-MOF-74/磷酸基-4-苯基咪唑离子液体([IM2][H_2PO_4])/SPEEK三元复合膜。结果表明,由于离子液体中的咪唑环与MOF中的—OH... 为了提高磺化聚醚醚酮/离子液体(SPEEK/IL)膜的质子电导率,降低膜中IL的流失率,采用溶液浇铸法制备了双金属Cd@Co-MOF-74/磷酸基-4-苯基咪唑离子液体([IM2][H_2PO_4])/SPEEK三元复合膜。结果表明,由于离子液体中的咪唑环与MOF中的—OH或羧酸基团之间形成氢键,咪唑分子被锚定在MOF的孔壁上。在120℃、Cd@Co-MOF-74掺杂的质量分数为1.5%时,三元复合膜的质子电导率最高,达到26.93 mS·cm~(-1)。不同含量的双金属MOF/IL/SPEEK三元复合膜中IL流失率在20%~25%之间。在SPEEK/IL膜中掺杂双金属MOF在保证SPEEK膜有较高质子电导率的同时,降低了SPEEK/IL复合膜的溶胀率,进而增加了SPEEK/IL复合膜的使用寿命。 展开更多
关键词 磺化聚醚醚酮 离子液体 金属有机框架 质子交换 质子电导率
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金属有机框架质子导体及其质子交换膜应用研究进展 被引量:1
14
作者 付凤艳 王晓红 +3 位作者 高志华 邢广恩 张彦 范培 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第2期218-230,共13页
质子交换膜(PEMs)在燃料电池中起到关键作用,它分离了阴极和阳极,提供了质子传输通道,阻隔了燃料在电池中的渗透。以Nafion为代表的全氟磺酸膜具有优异的化学稳定性、优异的热稳定性和较高的质子传导率,但也存在成本较高、高温下机械性... 质子交换膜(PEMs)在燃料电池中起到关键作用,它分离了阴极和阳极,提供了质子传输通道,阻隔了燃料在电池中的渗透。以Nafion为代表的全氟磺酸膜具有优异的化学稳定性、优异的热稳定性和较高的质子传导率,但也存在成本较高、高温下机械性能较差和质子传导率低,以及易降解等问题。金属有机框架结构(MOFs)具有孔隙率高、比表面积大和内部孔道可调控等优点,作为PEMs的潜在材料,直接用于质子导体或用于修饰、改进现有的离子型高分子PEMs,取得了一系列重要进展。本文综述了MOFs结构质子导体常见的四种质子传导方式,总结了MOFs在不同类型离子型聚合物的复合PEMs中的相关研究,并指出了MOFs质子导体在PEMs应用中存在的问题,为其进一步开发和应用提供参考。 展开更多
关键词 金属有机框架 质子传导 氢键网络 质子交换 燃料电池
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基于P_2O_5-SiO_2与磺化聚醚醚酮/聚偏氟乙烯合成的有机/无机复合质子交换膜
15
作者 戴文博 陈小晶 +1 位作者 温文 李海滨 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期1-6,共6页
通过向磺化聚醚醚酮(SPEEK)和聚偏氟乙烯(PVDF)复合物中添加P_2O_5-SiO_2溶胶,成功合成了有机/无机复合质子交换膜。对比于SPEEK/PVDF复合膜,所制备的有机/无机复合质子交换膜不仅保持了较高的尺寸稳定性及力学性能,同时还进一步提升了... 通过向磺化聚醚醚酮(SPEEK)和聚偏氟乙烯(PVDF)复合物中添加P_2O_5-SiO_2溶胶,成功合成了有机/无机复合质子交换膜。对比于SPEEK/PVDF复合膜,所制备的有机/无机复合质子交换膜不仅保持了较高的尺寸稳定性及力学性能,同时还进一步提升了其质子电导率和吸水率。在所制备的有机/无机复合膜中,40%(质量分数)P_2O_5-SiO_2的有机/无机复合膜质子电导率达到0.1883S/cm,其所组装的单电池的开路电压为0.996V,峰值功率密度达到490mW/cm2。 展开更多
关键词 P2O5-SIO2 聚偏氟乙烯 有机/无机质子交换 燃料电池
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直接甲醇燃料电池用有机-无机杂化质子交换膜研究进展 被引量:5
16
作者 靳豪 谢晓峰 +2 位作者 尚玉明 冯少广 吕亚非 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期507-512,共6页
介绍了直接甲醇燃料电池用有机-无机杂化质子交换膜的研究目的和意义,综述了杂化膜的种类、制备方法、结构与性能和质子传输机理,展望了杂化膜的研究方向。
关键词 直接甲醇燃料电池 质子交换 有机-无机杂化
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PAN/UiO-66-NH_(2)/Nafion复合纳米纤维质子交换膜制备与性能
17
作者 孙静怡 韩丁波 +3 位作者 葛婧 郭晗 张剑波 刘勇 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期379-386,共8页
氢燃料电池中质子交换膜的质子传导率在低湿度下会急剧降低,且膜在高湿度下还会过度溶胀,成为限制燃料电池应用的因素之一。为平衡二者之间的关系,提高膜的尺寸稳定性,该研究将聚丙烯腈(PAN)纤维和金属-有机框架(MOF)UiO-66-NH_(2)结合... 氢燃料电池中质子交换膜的质子传导率在低湿度下会急剧降低,且膜在高湿度下还会过度溶胀,成为限制燃料电池应用的因素之一。为平衡二者之间的关系,提高膜的尺寸稳定性,该研究将聚丙烯腈(PAN)纤维和金属-有机框架(MOF)UiO-66-NH_(2)结合,并探究水解时间、反应温度对UiO-66-NH_(2)在PAN纤维上原位生长的影响,制备了MOF功能化的纳米纤维质子交换膜。结果表明:该复合膜质子传导率比PAN/Nafion可最高提升175.36%,60℃时其溶胀率与Nafion相比降低了179.10%,能有效提高尺寸稳定性和机械强度,具有良好的发展前景。 展开更多
关键词 燃料电池 金属-有机框架(MOF) 水解 原位生长 静电纺丝 纳米纤维质子交换
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磺化聚苯乙烯/侧链交联型磺化聚芳醚酮砜复合质子交换膜的制备与性能
18
作者 程海龙 韩康辉 +3 位作者 李奥 陶璐静 易飞扬 孙娇娇 《高等学校化学学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期129-139,共11页
如何平衡质子交换膜(PEM)的吸水性与尺寸稳定性及质子传导与甲醇渗透之间的关系一直是PEM材料的研究热点.本文通过直接缩聚法合成了含有丙烯基的聚芳醚酮砜共聚物(PAEKS),利用自由基接枝反应将磺化聚苯乙烯(SPS)和苯乙烯磺酸钠通过丙烯... 如何平衡质子交换膜(PEM)的吸水性与尺寸稳定性及质子传导与甲醇渗透之间的关系一直是PEM材料的研究热点.本文通过直接缩聚法合成了含有丙烯基的聚芳醚酮砜共聚物(PAEKS),利用自由基接枝反应将磺化聚苯乙烯(SPS)和苯乙烯磺酸钠通过丙烯基引入到PAEKS中,制备了一系列磺化聚苯乙烯/侧链交联型磺化聚芳醚酮砜交联复合膜cr-SPAEKS-x(其中x代表复合膜中磺酸基团的含量),利用核磁共振波谱及红外光谱对其进行了表征.由扫描电子显微镜照片可见,SPS和苯乙烯磺酸钠在交联复合膜中分布非常均匀,没有发生任何分相现象.交联网络结构的形成提高了膜的热稳定性、氧化稳定性及力学性能.同时其独特的亲/疏水相分离结构和交联网络结构也有效提高了交联复合膜的尺寸稳定性和阻醇性能,80℃时磺酸基团含量最高的cr-SPAEKS-120%膜在高达63.5%的吸水率下溶胀率仅为20.1%,甲醇渗透系数最高为3.47×10^(-7) cm^(2)/s,远低于Nafion117的23.80×10^(-7) cm^(2)/s.独特的链结构形成的亲/疏水相分离结构使得该系列膜具有较好的质子传导性能,cr-SPAEKS-120%膜在20和80℃下的质子传导率分别达到0.043和0.113 S/cm,可见该系列交联复合膜在直接甲醇燃料电池中具有良好的应用前景. 展开更多
关键词 磺化聚苯乙烯 侧链交联型磺化聚芳醚酮砜 尺寸稳定性 阻醇性能 交联复合质子交换
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微纤化纤维素基复合膜的质子交换性能
19
作者 苗磊 王磊 陈东初 《华南师范大学学报(自然科学版)》 北大核心 2024年第5期35-42,共8页
提出了微纤化纤维素“微溶-焊接”策略,采用尿素/NaOH溶液对微纤化纤维素进行微溶处理并使其在凝固浴中重新凝固析出的方法,制备了微纤化纤维素/木质素磺酸盐复合膜,研究其力学性能、溶胀性能及质子传输性能等。结果表明:复合膜在完全... 提出了微纤化纤维素“微溶-焊接”策略,采用尿素/NaOH溶液对微纤化纤维素进行微溶处理并使其在凝固浴中重新凝固析出的方法,制备了微纤化纤维素/木质素磺酸盐复合膜,研究其力学性能、溶胀性能及质子传输性能等。结果表明:复合膜在完全水合状态下的力学强度为3.7±0.2 MPa,杨氏模量为58.6±3.9 MPa,吸水率(质量分数)为(82±1)%,平面溶胀率为(13±2)%,复合膜在80℃下的质子传导率为0.056 S/cm,甲醇渗透系数为2.86×10^(-6)cm^(2)/s。该研究提出的“微溶-焊接”策略,有望在纤维素功能膜领域得到应用。 展开更多
关键词 微纤化纤维素 质子交换 木质素磺酸钠 复合
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膦(磷)酸基无机-有机杂化质子交换膜的研究进展 被引量:1
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作者 郭芷含 沈春晖 +1 位作者 陈成 孔更金 《电池》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期232-235,共4页
综述了通过溶胶-凝胶法制备的质子交换膜(PEM),即膦(磷)酸基无机-有机杂化PEM的发展状况。对比分析了掺杂磷酸和键合膦酸无机-有机杂化膜的稳定性以及膦(磷)酸与聚硅氧烷网络结构的连接方式对膜性能的影响。对膦酸基无机-有机杂化膜的... 综述了通过溶胶-凝胶法制备的质子交换膜(PEM),即膦(磷)酸基无机-有机杂化PEM的发展状况。对比分析了掺杂磷酸和键合膦酸无机-有机杂化膜的稳定性以及膦(磷)酸与聚硅氧烷网络结构的连接方式对膜性能的影响。对膦酸基无机-有机杂化膜的发展前景进行了展望。 展开更多
关键词 溶胶-凝胶 聚硅氧烷 无机-有机杂化 质子交换(PEM) 膦酸
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