侧链型磺化聚芳醚酮/磺化聚乙烯醇复合型直接甲醇燃料电池用质子交换膜

通过溶液共混法制备了不同磺化聚乙烯醇(spva)含量的侧链型磺化聚芳醚酮/磺化聚乙烯醇(s-spaek/spva)复合膜.应用红外光谱(ftir)对复合膜进行了表征,扫描电镜(sem)显示spva均匀分布在复合膜中.通过对复合膜的性能测试发现该系列复合膜具有良好的热性能、较高的吸水率和保水能力.spva中的羟基能有效地阻碍甲醇的透过,甲醇渗透系数从s-spaek/spva5复合膜的7.9×10-7cm2·s-1降低到s-spaek/spva30的1.3×10-7cm2·s-1,比s-spaek膜的11.5×10-7cm2·s-1降低了一个数量级.spva的引入增加了亲水基团数量,增加了复合膜的吸水和保水能力,有利于质子按照“vehicle”机理和“grotthuss”机理进行传递,柔软的spva链段与s-spaek侧链聚集成亲水相区,形成连续的质子传输通道,提高了复合膜的质子传导率.在25和80℃时,s-spaek/spva30复合膜的质子传导率分别达到了0.071和0.095s·cm-1.可见,s-spaek/spva复合膜有望在直接甲醇燃料电池中得到应用.