燃料電池用聚乙烯醇基陰離子交換膜的制備及性能研究.pdf

1、聚乙烯醇(PVA)由于化學穩(wěn)定性好，易于成膜，親水性高，阻醇性好，來源廣泛，價格便宜，所以被應用在制備陰離子交換膜中。然而，純的PVA是溶于水的，其溶脹率也較大，干燥時的純PVA膜的導電率僅為10-10-10-14 Scm-1，所以亟需將其進行改性以提高性能。
　　本文用TEOS溶液作為無機相二氧化硅的前驅物，與有機相PVA基體發(fā)生溶膠-凝膠反應，制備了有機-無機陰離子交換復合膜。通過這種方法，可以將無機材料的優(yōu)點引入有機離子交換

2、膜中，大大提高了復合膜的性能。
　　(1)分別采用醇相和水相的TEOS溶液，與PVA基體發(fā)生溶膠-凝膠反應，生成兩種不同的陰離子交換復合膜，即E-PVA/SiO2和W-PVA/SiO2復合膜。通過測試，比較兩種膜的性能。兩種復合膜在200℃之前都表現(xiàn)出了較好的熱穩(wěn)定。室溫下，復合膜的溶脹率與含水率均比PVA的低。20℃，E-PVA/SiO2復合膜的乙醇滲透率為1.222×10-8 cm2s-1，離子電導率為6.883×10-3Sc

3、m-1。通過比較得出，E-PVA/SiO2復合膜的性能要優(yōu)于W-PVA/SiO2復合膜的，其更適合應用在陰離子交換膜燃料電池中。
　　(2)采用醇相的TEOS溶液作為二氧化硅的前驅物，通過改變二氧化硅與PVA的質量分數比，制備出了二氧化硅含量不同的陰離子交換復合膜。通過表征和測試，考察了二氧化硅含量對復合膜性能的影響。隨著二氧化硅含量的增加，復合膜的含水率與溶脹率以及乙醇滲透率都呈下降的趨勢，而離子電導率則是先增大后減小的。通過比