基于氧化石墨烯復合質子交換膜的制備與表征.pdf

1、作為一種新興的頗具發展潛力的能量轉化方式，直接甲醇燃料電池(DMFCs)以其高能量密度和環境友好性吸引了眾多研究者的目光。質子交換膜在直接甲醇燃料電池中分隔陽極和陰極，并起著傳導質子的作用，需要具備高效性和良好的穩定性。Nafion(@)膜是由疏水的C-F主鏈和親水的-SO3H支鏈組成，因具有較高的質子傳導能力和良好的抗氧化穩定性被廣泛應用在質子交換膜中，然而Nafion(@)膜甲醇滲透性較高，甲醇易從陽極滲透到陰極，造成開路電壓降低并

2、且使催化劑中毒。因此本課題利用阻醇性較好的氧化石墨烯制備復合質子交換膜，提高膜的綜合性能。
　　本文制備了一種新型的Nafion/氧化石墨烯復合質子交換膜。利用層層自組裝的方法，以對苯二胺鹽酸鹽作為連接劑，將氧化石墨烯組裝在Nafion(@)117膜表面，有效防止氧化石墨烯溶于水中并賦予了復合膜良好的穩定性。組裝80層氧化石墨烯的復合膜甲醇滲透率在30℃下達6.7×10-8 cm2·s-1，約低于同等條件下Nafion(@)117

3、膜兩個數量級，相對選擇性最高達Nafion(@)117的5倍，在Fenton試劑中完全破碎的時間是Nafion(@)117的10倍。在單電池測試中，組裝50層的復合膜開路電壓為0.67 V，在電流密度為200 mA·cm-2處獲得最高功率密度64.38mW·cm-2。
　　本文還制備了一種磺化含酚酞側基聚芳醚酮(SPEK-C)/氧化石墨烯雜化質子交換膜。采用共混的方法，以氧化石墨烯作為填充劑與SPEK-C復合制備質子交換膜。80℃