PVDF/TiO_2-g-PSSA复合质子交换膜的制备及抗污染性研究

为了降低质子交换膜的膜污染,将亲水性纳米二氧化钛(TiO_2)颗粒掺杂到臭氧引发接枝得到的PVDF(聚偏氟乙烯)-g-PSSS(聚对苯乙烯磺酸钠)均聚物中,使用溶剂挥发法制得复合改性质子交换膜[PVDF/TiO_2-g-PSSA(聚对苯乙烯磺酸钠)].考察了不同TiO_2添加量复合改性膜的主要性能参数,获得最优掺杂比.通过耗散型石英晶体微天平(QCM-D)研究TiO_2复合改性质子交换膜及Nafion 117的膜污染行为及膜抗污染性能.将优化后的改性膜应用于微生物燃料电池(MFC)中考察膜对系统长期运行效能的影响.结果表明:质量分数1%TiO_2复合改性膜的质子交换性能良好,亲水性大大改善,对牛血清蛋白(BSA)的抗污染性强;对应的MFC运行6个月后,内阻增加12.4%,功率密度减小19.2%.Nafion膜表面更易形成较厚且致密的BSA吸附层,相应的MFC运行6个月后,内阻增加了21.5%,功率密度则降低了33.3%,证明自制改性膜更有利于微生物燃料电池长期运行的稳定性.