燃料电池用纳米改性聚苯并咪唑阴离子交换膜的制备.pdf

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1、第44卷，第4期工程塑料应用Vol.44，No.4272016年4月ENGINEERINGPLASTICSAPPLICATIONApr.2016doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2016.04.006*燃料电池用纳米改性聚苯并咪唑阴离子交换膜的制备1,21,21,21,21,21,2汪称宇，储富强，林本才，冯天英，袁宁一，丁建宁(1.常州大学材料科学与工程学院，江苏常州213164；2.江苏省光伏科学与工程协同创新中心，江苏常州213164)摘要：以环氧氯丙烷和1–甲基咪唑为原料制备新型离子液体(IL)，

2、以IL为原料对氧化石墨烯(GO)进行表面修饰制备离子液体功能化氧化石墨烯(IL–GO)，以IL–GO为添加剂制备基于含氟聚苯并咪唑(FPBI)复合膜。研究了IL–GO的含量对复合膜的热稳定性、力学强度、离子电导率、离子交换容量(IEC)、吸水率、溶胀度和耐碱性等性能的影响。研究结果表明，复合膜的IEC、离子电导率和拉伸性能都随着IL–GO含量的增加而增大，当IL–GO含量为30%时其拉伸应力和拉伸弹性模量分别达到77.5MPa和1.95GPa，在80℃下，其最大离子电导率可达72.3mS／cm，然而复合膜的热稳定性并没随着IL–

3、GO含量的增加而改变。FPBI／IL–GO复合膜具有良好的稳定性，该系列阴离子交换膜有望在碱性阴离子交换膜燃料电池中得到应用。关键词：环氧氯丙烷；离子液体；聚苯并咪唑；氧化石墨烯；阴离子交换膜中图分类号：TQ327.3文献标识码：A文章编号：1001-3539(2016)04-0027-04SynthesisofPolybenzimidazole／Nano-ParticlesHybridAnionConductingMembranesUsedforFuelCell1，21，21，21，21，21，2WangChenyu，ChuF

4、uqiang，LinBencai，FengTianying，YuanNingyi，DingJianning(1.SchoolofMaterialsScienceandEngineering，ChangzhouUniversity，Changzhou213164，China；2.JiangsuCollaborativeInnovationCenterofPhotovolaticScienceandEngineering，Changzhou213164，China)Abstract：Imidazolium-basedionicliq

5、uid(IL)wassynthesizedfromepichlorohydrinand1–methylimidazole，andionicliquidfunctionalizedgrapheneoxide(IL–GO)wasobtainedfromILandgrapheneoxide(GO).DifferentcontentofIL–GOwasincorporatedintopolybenzimidazole(FPBI)toinvestigatethecontenteffectonthepropertiesofcomposite

6、membranes.TheeffectofcontentofIL–GOonthethermalstability，mechanicalstrength，ionicconductivity，ionexchangecapacity(IEC)，waterabsorption，swellingdegreeandalkaliresistanceperformanceofcompositefilmwereinvestigated.TheresultsshowthatasthecontentofIL–GOincreases，thepropert

7、iesofthecompositemembranes，suchasprotonconductivity，IECandtensilepropertiespresentanincreasevariation.WhenIL–GOcontentis30%，itstensilestressandtensileelasticmodulusreach77.5MPaand1.95GParespectively.Under80℃，itsmaximumionicconductivityreachupto72.3mS／cm.However，theth

8、ermalstabilityofthecompositemembranesdon’tdramaticallychange，andthecompositemembranesshowanexcellentalkalinestability.Thisinvestiga