氧化黑磷纳米片/SPEEK复合质子交换膜制备及性能

作者：Afzal; 陈婉婷; 逄博; 姜晓滨; 吴雪梅; 贺高红

来源：膜科学与技术, 2021, 1-9.

• 质子交换膜
• 磺化聚醚醚酮
• 氧化黑磷纳米片
• 复合膜

本文以红磷为前驱体，采用机械研磨法制备黑磷粉末，并通过液相剥离制备了氧化黑磷（oxidized black phosphorus nanosheet， OBP）纳米片。进一步，将OBP纳米片与磺化聚醚醚酮（SPEEK）聚合物共混，制备掺杂量为0～2.5 wt.%的SPEEK/OBP复合质子交换膜。通过透射电镜表征了OBP形貌，并通过FTIR和XPS谱图确定OBP表面含有丰富的含氧官能团。这些含氧官能团可促进复合膜吸水，同时，可与SPEEK中磺酸基团形成氢键网络，促进质子传递。与纯SPEEK膜相比，SPEEK/OBP复合膜具有较高的离子交换容量、吸水率、溶胀率和质子传导率。当OBP纳米片添加量为2.0 wt.%时，SPEEK/OBP复合膜性能最优，其质子传导率在30℃时为0.026 S/cm，为纯SPEEK膜的1.71倍。

• 单位
  大连理工大学; 精细化工国家重点实验室