原位合成法制备磷钨酸掺杂的聚乙烯醇/聚偏氟乙烯质子交换膜及其在直接甲醇燃料电池中的应用 |
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引用本文: | 班辉,郭贵宝,张芳.原位合成法制备磷钨酸掺杂的聚乙烯醇/聚偏氟乙烯质子交换膜及其在直接甲醇燃料电池中的应用[J].高分子材料科学与工程,2014(11):151-154. |
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作者姓名: | 班辉 郭贵宝 张芳 |
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作者单位: | 内蒙古科技大学化学与化工学院;内蒙古科技大学材料与冶金工程学院 |
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基金项目: | 内蒙古自治区高等学校科学研究项目(NJZZ13129);内蒙古自治区自然科学基金资助项目(2012MS0804) |
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摘 要: | 将磷酸和钨酸钠溶于聚乙烯醇(PVA)和聚偏氟乙烯(PVDF)的二甲基亚砜极性有机溶液中,利用原位合成法制备了膜中分布均匀的磷钨酸掺杂的聚乙烯醇/聚偏氟乙烯质子交换膜(PWA-d-PVA/PVDF)。应用多功能材料实验机表征了膜的力学强度,使用交流阻抗谱和气相色谱仪研究了PVDF含量对PWA-d-PVA/PVDF膜的质子导电、溶胀和阻醇等性能的影响。同时通过热重和电镜扫描等方法对膜的热稳定性和形貌进行了表征。结果表明,膜中PVDF含量增大,膜的溶胀度降低,热稳定性提高,强度增大。与Nafion膜的性能相比,PVDF质量分数为20%的PWA-d-PVA/PVDF膜的溶胀度降低了23.8%,甲醇渗透率降低了1个数量级。PWA-d-PVA/PVDF(20%)膜在甲醇浓度为2mol/L时的直接甲醇燃料电池(DMFC)中测得最大功率密度为15.08mW/cm2。
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关 键 词: | 直接甲醇燃料电池 原位合成法 磷钨酸 聚乙烯醇 聚偏氟乙烯 |
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