二维材料复合质子膜的制备及其氕氚分离性能研究

作者：周勋; 柳伟平^*; 丁文艺; 李桃生

来源：现代化工, 2023, 1-15.

• 二维材料
• 复合质子交换膜
• 氕氚分离系数

采用溶液浇铸法分别制备了Graphene-Nafion和hBN-Nafion 2种二维纳米复合质子交换膜，利用XRD、ATR-FT-IR和SEM对复合膜的结构及微观形貌进行表征，并对复合膜的离子交换容量、质子电导率、机械性能和热稳定性进行测试，结果表明，Graphene和hBN纳米片均匀地分散于Nafion基体内部。相较于重铸Nafion膜(空白对照样品)，复合膜的离子交换容量、质子电导率以及机械性能均有不同程度的提升，特别是在掺入质量分数为0.50%时，Graphene-Nafion和hBN-Nafion复合膜的质子传导性能约为重铸Nafion膜的1.25倍和1.14倍。通过对比Graphene-Nafion和hBN-Nafion 2种复合膜的氕氚分离性能发现，在初始氚水比活度为3.51×107 Bq/L时，持续电解超过60 h，2种复合膜的氕氚分离系数为5.73和8.46，氚回收率为78.53%和85.35%，表明hBN-Nafion复合膜具有更好的氕氚分离性能。

• 单位
  中国科学技术大学; 中国科学院合肥物质科学研究院核能安全技术研究所