原位合成法二氧化硅/硅钨酸改性聚乙烯醇质子交换膜的研制

膜科学与技术 , 2015, 35(1): 82-86. doi: 10.16159/j.cnki.issn1007-8924.2015.01.014

原位合成法二氧化硅/硅钨酸改性聚乙烯醇质子交换膜的研制

郝燕 ^1, , 刘书题 ^2, , 郭贵宝 ^3, , 班辉 ^4, , 赵文广 ^5,

1.内蒙古科技大学化学与化工学院,包头,014010

2.内蒙古科技大学化学与化工学院,包头014010;内蒙古科技大学材料与冶金学院,包头014010

3.内蒙古科技大学化学与化工学院,包头,014010

4.内蒙古科技大学化学与化工学院,包头014010;内蒙古科技大学材料与冶金学院,包头014010

5.内蒙古科技大学材料与冶金学院,包头,014010

基金项目: 内蒙古自治区自然科学基金项目(2012MS0804,2013MS0210) 内蒙古自治区高等学校科学研究项目(NJZZ13129)

关键词：质子交换膜 , 聚乙烯醇 , 原位合成 , 二氧化硅

Study on proton exchange membrane of SiO2/silicotungstic acid modified PVA by in-situ synthesis

Keywords： proton exchange membrane , poly(vinyl alcohol) , in-situ synthesis , SiO2

以聚乙烯醇(PVA)为基体,利用原位合成法制备了二氧化硅(SiO2)和硅钨酸(SiWA)微粒在PVA基质中均匀分布的二氧化硅/硅钨酸改性聚乙烯醇(SiO2/SiWA-m-PVA)质子交换膜,利用扫描电镜(SEM)和热重分析仪(TG)分别对膜的形貌及热稳定性进行了表征,四氯化硅与钨酸钠摩尔比对SiO2/SiWA-m-PVA质子交换膜的质子导电性能、阻醇性能的影响.结果表明,四氯化硅与钨酸钠摩尔比为1∶1时,原位合成的二氧化硅和硅钨酸在质子交换膜中分散均匀,在温度低于100℃时SiO2/SiWA-m-PVA膜保水性能好;室温质子电导率为1.48×10-2 S/cm,甲醇渗透率为1.37×10-7 cm2/s,比相同条件下Nafion117膜甲醇渗透率低一个数量级,应用于直接甲醇燃料电池单电池能量密度可达11.82 mW/cm2.

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