同轴电纺碳纳米管掺杂咪唑聚砜阴离子交换膜的研究

作者：孙嵩岚; 王乾峰; 杨寅帅; 梁山; 张楠; 吴雪梅; 贺高红^*

来源：现代化工, 2020, 40(02): 99-104.

DOI：10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2020.02.021

• 阴离子交换膜燃料电池
• 同轴静电纺丝
• 碳纳米管
• 核壳结构
• 综合性能

阴离子交换膜是燃料电池的核心部件之一。掺杂阴离子交换膜中无机/有机物相容性低,限制了其掺杂量和性能提升。提出了有机-无机同轴纤维化的增强方法,采用同轴静电纺丝将掺杂功能化碳纳米管的咪唑化聚砜纤维化,再经热压成膜形成增强网络。在同轴纺丝头的内管添加碳纳米管,将其包裹限域在纤维芯层提高碳纳米管与咪唑聚砜的无机-有机相容性,使碳纳米管掺杂量从单轴电纺膜的0. 4%提高至0. 6%。同轴电纺膜的氢氧根离子电导率(60℃下49. 7 m S/cm)、耐溶胀性能(60℃下10. 5%)和热碱稳定性(60℃、1 mol/L KOH溶液浸泡168 h电导率保持85. 3%)均高于单轴电纺膜和浇铸膜。结果表明,有机-无机同轴纤维化方法可以有效提高阴离子交换膜的相容性、电导率和耐溶胀性。

• 单位
  大连理工大学