PVA-AA-KOH-H_2O碱性聚合物电解质的制备与性能研究

采用溶解-铸膜法,制备了聚乙烯醇(PVA)-丙烯酸(AA)-KOH-H2O碱性聚合物电解质膜。为优化电解质膜的性能,研究了成分对电解质膜特性的影响。通过XRD进行物相分析;通过DSC分析了膜的热学特性;通过电化学测试方法测定膜的电导率和电化学稳定窗口。研究显示AA共混可明显改善PVA基碱性聚合物电解质膜的保湿性能和机械性能。KOH和AA可使PVA的结晶度和熔点降低,有利于提高电导率。实验制备的聚合物电解质膜的电导率均可达到10-2S/cm数量级,最大可达0.18S/cm。电导率随膜内KOH、AA、H2O的含量增加而增大;在25～80℃范围内,电导率与温度的关系符合Arrhenius方程,并具有良好的电化学稳定性,电化学稳定窗口达3.6V,可满足大多数器件对电解质的要求。     

一种新型碱性多孔聚合物电解质的制备与性能研究

用萃取活化法制备了PVA基碱性多孔聚合物电解质,其制备过程包括3步:(1)PVA/PEG共混膜的制备;(2)通过萃取制备PVA基多孔膜;(3)用KOH溶液浸泡多孔膜.并采用交流阻抗、扫描电镜和X射线衍射法对该膜进行了分析,结果表明,制得的多孔膜具有不对称的孔状结构,当m(PVA)∶m(PEG)=7 ∶ 3时,样品经过萃取活化后吸液率与离子电导率最大,分别为94.4%和9.71×10-3S/cm;循环伏安测试表明,体系的电化学稳定窗口达到2.2V,经过50个循环后电化学稳定窗口仍保持在2.2V.这种新型碱性多孔聚合物电解质有望应用在镍氢电池中.     

用于镍氢电池的PVA/PAAK碱性聚合物电解质的制备及性能

通过溶液浇铸和碱液活化的简易方法制备了聚乙烯醇(PVA)/聚丙烯酸钾(PAAK)碱性聚合物电解质。运用交流阻抗法、循环伏安(CV)和X射线衍射(XRD)等技术对碱性聚合物电解质进行表征,分析了PAAK对聚合物电解质离子电导率的影响。结果表明,PAAK对聚合物电解质导电性的作用主要表现在:一是使聚合物电解质中容纳更多的KOH溶液;二是能降低PVA的结晶度,从而提高聚合物电解质的离子电导率。所制备的PVA/PAAK碱性聚合物电解质最大室温电导率达3.074×10-2S/cm,电化学稳定窗口为2.2 V。以其实验室制备的镁基储氢合金为负极,组装的聚合物镍氢电池(MH-Ni电池)的循环寿命较传统的MH-Ni电池明显改善。     

PVA-PEO碱性聚合物电解质的制备与表征

通过溶解-铸膜法制备了聚乙烯醇(PVA)-KOH-H2O碱性聚合物电解质膜,并向电解质中加入聚氧化乙烯(PEO)来提高离子电导率。X射线衍射(XRD)和红外光谱(FT-IR)结果表明,PEO的加入一定程度上降低了结晶度,薄膜处于无定型态。扫描电镜(SEM)表征结果显示薄膜呈非均匀网络微孔结构。交流阻抗结果表明,该薄膜室温离子电导率在mPEO/m(PVA+PEO)=0.2时达最大,为2.78×10-2S/cm。循环伏安结果表明该薄膜具有较好的电化学稳定性。     

PVA-PAA-KOH碱性聚合物电解质膜的制备及其性能

采用溶液浇铸法,向PVA溶液中加入不同中和度的AA,在引发剂、交联剂的作用下,经原位聚合得到PVA-PAA共混膜;接着采用碱液活化法,制备了PVA-PAA-KOH碱性聚合物电解质膜。通过扫描电镜、X射线衍射、红外光谱等测试手段研究了聚合物共混膜的形貌与结构,同时采用交流阻抗、循环伏安法表征聚合物电解质膜电化学性能。研究表明,成功制备了均相PVA-PAA共混膜,同时PAA的合成可以提高体系的含水量以及降低PVA的结晶度。电解质膜的离子电导率最大可达3.55×10-2S/cm,PVA-AA配比为7∶3的碱性聚合物电解质膜综合性能最优,电化学稳定窗口2V以上,能够满足镍氢电池的要求。     

基于季铵化壳聚糖-聚乙烯醇互穿网络型复合碱性聚电解质膜EI北大核心CSCD

通过对溶胶-凝胶法所制的纳米SiO_2进行季铵化改性得到季铵化SiO_2(QSiO_2),再将其与季铵化壳聚糖(QCS)和聚乙烯醇(PVA)的共混膜基体进行复合,经戊二醛交联制备了一系列不同QSiO_2添加量的互穿网络型QCS-PVA/QSiO_2复合碱性聚电解质膜。采用红外光谱、扫描电镜、热重分析、交流阻抗等考察了膜的结构、热稳定性和OH-离子电导率等。结果表明,无机粒子的加入使得复合膜的热稳定性提高,离子电导率呈现先上升后下降的趋势,在QSiO_2质量分数为5%时,其室温离子电导率达到最高0.0644 S/cm,是未添加QSiO_2的纯膜电导率(0.022 S/cm)近3倍,有望作为碱性聚电解质膜用于燃料电池中。     

基于季铵化壳聚糖-聚乙烯醇互穿网络型复合碱性聚电解质膜

通过对溶胶-凝胶法所制的纳米SiO_2进行季铵化改性得到季铵化SiO_2(QSiO_2),再将其与季铵化壳聚糖(QCS)和聚乙烯醇(PVA)的共混膜基体进行复合,经戊二醛交联制备了一系列不同QSiO_2添加量的互穿网络型QCS-PVA/QSiO_2复合碱性聚电解质膜。采用红外光谱、扫描电镜、热重分析、交流阻抗等考察了膜的结构、热稳定性和OH-离子电导率等。结果表明,无机粒子的加入使得复合膜的热稳定性提高,离子电导率呈现先上升后下降的趋势,在QSiO_2质量分数为5%时,其室温离子电导率达到最高0.0644 S/cm,是未添加QSiO_2的纯膜电导率(0.022 S/cm)近3倍,有望作为碱性聚电解质膜用于燃料电池中。     

PVA/FA/H-ZSM-11复合质子交换膜的制备及性能研究

以聚乙烯醇(PVA)为基材,掺杂一定量的反丁烯二酸(FA)和H-ZSM-11分子筛,采用流延法制备了PVA/FA/H-ZSM-11复合质子交换膜。用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射仪、热重分析仪等对膜进行了表征,并测试了复合质子交换膜的吸水溶胀率和质子电导率等性能。结果表明,当PVA/FA/H-ZSM-11复合质子交换膜中m(PVA)∶m(FA)∶m(H-ZSM-11)质量比为12∶0.5∶1时,完全水合24 h时电导率最高为13.59×10~(-2)s·cm~(-1),吸水溶胀率为14.17%,H-ZSM-11分子筛的加入在抑制了复合质子交换膜溶胀性的同时提高了质子电导率,其溶胀过程符合Scott二阶溶胀动力学模型,且复合质子交换膜的热稳定性较好。     

碱性甲醇燃料电池用季铵化PPEK膜的研究

聚合物碱性甲醇燃料电池是一种正在兴起的移动电源,氢氧根离子交换膜是碱性甲醇燃料电池的关键材料题之一.从聚二氮杂萘酮醚酮(PPEK)出发,依次采用氯甲基化、溶液法流延成型、三甲胺季铵化和KOH溶液处理等方法,制备了季铵碱型的聚二氮杂萘酮醚酮(QPPEK-OH)电解质膜,测定了膜的电导率和甲醇渗透性.研究发现,每个重复链节中平均含有1.3个季铵碱离子的聚二氮杂萘酮醚酮膜,导电率和甲醇的渗透系数分别为1.14×10-2S/cm和6.57×10-7cm2/s.     

改性硅藻土/聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物插层结构多孔聚合物电解质的制备及电化学性能EI北大核心CSCD

采用聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物[P(VDF-HFP)]为基体,掺杂不同质量分数的表面改性硅藻土,通过浇铸-热压法制膜。利用扫描电镜、X射线衍射、热重-差示扫描量热法、交流阻抗法等测试手段对电解质膜的物理和电化学性能进行了表征与测试。实验表明,添加2%改性硅藻土的聚合物电解质膜相比于纯聚合物电解质膜的孔隙率、吸液率和热稳定性都有所提高,结晶度降低,界面稳定性极大改善,电导率(30℃)和电化学稳定窗口分别达2.90 mS/cm和5.5V。表明在聚合物基体中嵌入高开孔结构的硅藻土构成插层结构的方案具有取代造孔剂制膜方法的可能性。