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磺化聚醚砜纳米纤维复合质子交换膜的制备及其性能

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为开发燃料电池用高性能全氟磺酸(Nafion)质子交换膜,采用静电纺丝技术制备不同磺化度的磺化聚醚砜(SPES)纳米纤维,将其作为添加剂引入Nafion基体中,制备SPES纳米纤维/Nafion复合质子交换膜.探讨纺丝液浓度、纺丝电压、接收距离对SPES纳米纤维纺丝过程及纤维形貌的影响.在最优纺丝工艺下,着重研究不同磺化度SPES纳米纤维对复合膜微观结构、吸水率、溶胀率、质子传导率及甲醇渗透率等性能的影响.结果表明:在SPES质量分数为30％,纺丝电压为30 kV,接收距离为20 cm条件下制得磺化度为64％的SPES纳米纤维,将其作为添加剂构筑得到复合Nafion质子交换膜,该膜具有平衡的质子传导(0.144 S/cm)与甲醇渗透性(7.58×10-7 cm2/s),综合性能最佳,满足高性能甲醇燃料电池的应用需求.
Preparation and properties of composite proton exchange membranes based on sulfonated polyethersulfone nanofibers

王利媛、康卫民、庄旭品、鞠敬鸽、程博闻

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天津工业大学 纺织科学与工程学院,天津 300387

天津工业大学 分离膜与膜过程国家重点实验室,天津 300387

质子交换膜 静电纺丝 磺化聚醚砜 纳米纤维 质子传导率 燃料电池

国家自然科学基金天津市科技计划项目

5187315219PTSYJC00010

2020

10.13475/j.fzxb.20200302108

纺织学报
中国纺织工程学会

纺织学报

CSTPCDCSCD北大核心EI
影响因子：0.699
ISSN：0253-9721
年,卷(期)：2020.41(11)
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