测试介质对纳米CeO_2改性SPEEK膜质子电导率的影响

编号：NMJS03196

篇名：测试介质对纳米CeO_2改性SPEEK膜质子电导率的影响

作者：童菊英； 郭强； 赵正平； 董云凤； 李丹； 李夏；

关键词：磺化聚醚醚酮； 氧化铈； 测试介质； 质子电导率；

机构： 上海大学材料科学与工程学院； 浙江广播电视大学温岭学院；

摘要： 采用纳米氧化铈(CeO2)改性磺化度48.3%的磺化聚醚醚酮(SPEEK),通过溶液浇铸法制备用于直接甲醇燃料电池的质子交换膜.在两种介质中测试改性膜的电导率均随温度的升高而增大,与未改性膜相比却大小正好相反:在1 mol/L以盐酸溶液为电解液的测试介质中,改性膜的电导率是未改性膜的15倍,在水蒸气测试介质中,却仅为40%.红外光谱分析表明,CeO2中的铈原子与—SO3H基团中的氧原子发生配位作用.X射线衍射仪(XRD)分析可见,当复合膜浸入1 mol/L盐酸4 h前后,纳米CeO2的晶体结构未见明显变化,表明所发生的配位作用仅处于CeO2和SPEEK两个固相界面上.扫描电子显微镜(SEM)观察改性膜和未改性膜均无网络结构和微相分离,质子在膜内通过—SO3H基团之间的跃迁传导,酸溶液介质远比水蒸气有利于质子在纳米CeO2改性SPEEK膜内磺酸基团之间的跃迁.