磺化聚苯并咪唑/膦酸改性氧化石墨烯质子交换复合膜的制备及性能

作者：张琪; 张奎; 钟璟^*; 徐荣

来源：化工进展, 2020, 39(07): 2751-2757.

DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2019-1573

• 氧化石墨烯
• 原位聚合法
• 高温
• 低湿度
• 磺化聚苯并咪唑

通过胺基膦酸化法改性氧化石墨烯(GO)合成接枝有膦酸基团和磺酸基团的膦酸改性氧化石墨烯(MGO),热重分析表明MGO具有良好的热稳定性。通过原位聚合法将MGO掺杂到磺化聚苯并咪唑(SPBI)中,成功制备了SPBI/MGO质子交换复合膜。SEM表明膜表面致密,MGO的加入使断面出现片状结构。SPBI/MGO-1%复合膜的酸掺杂率最高达到248.8%,MGO的掺杂提高了复合膜的热稳定性。复合膜的干膜拉伸强度相对于Nafion117膜(26.65MPa)提高了36%,SPBI/MGO-1%的湿膜的拉伸强度达到69.46MPa,相较于SPBI膜提高了41.2%,复合膜具有较高的力学性能。SPBI/MGO复合膜的质子电导率随着MGO含量增加而逐渐增加,SPBI/MGO-1%复合膜在10%RH和160℃条件下质子电导率达到0.193S/cm,在高温低湿的质子交换膜燃料电池中有较高的应用前景。

• 单位
  常州大学