全氟磺酸质子交换膜的溶解及再铸膜性能分析

全氟磺酸树脂溶液在质子交换膜燃料电池和电化学中很有用途 .利用二甲基亚砜 ,在 170～ 180℃和氮气保护的条件下对Nafion 115进行了溶解实验 ,获得了两种膜溶液 .利用膜溶液制得了再铸膜 ,并测定了再铸膜的交换容量、含水率和电导率等 .结果表明 :再铸膜的交换容量、含水率和电导均低于其母膜Nafion 115 。

Nafion~膜的回收及再铸膜在直接甲醇燃料电池中的应用

利用异丙醇水溶液溶解废弃Nafion膜，异丙醇体积分数在60％～75％之间的水溶液能在220℃相对较快的溶解Nafion膜制得溶液，利用二甲基亚砜(DMS0)作为溶剂制备再铸膜。再铸膜酸度(EW)和溶胀度(SW)测试结果接近商品膜数值；红外光谱、X射线衍射分析表明再铸膜具有与商品膜相似的结构；甲醇渗透、电池性能测定结果表明，与商品Nafion115膜相比，具有相同厚度的再铸膜降低了甲醇渗透，适合应用于直接甲醇燃料电池中。

溶剂对全氟磺酸再铸膜性能的影响

将氯碱工业用过的废离子交换膜放入乙醇水溶液中,在250℃和10MPa条件下溶解4h,固液分离后,得到了浓度为7.2%的全氟磺酸离子交换树脂(PFSI)溶液。并分别利用高沸点溶剂(HBPS)——二甲基亚砜(DMSO)、乙二醇(EG)、吡硌烷酮(NMP)和二甲基甲酰胺(DMF)置换其中的低沸点溶剂,采用浇铸法制备了再铸全氟磺酸质子交换膜。通过测定再铸膜(RCM)的交换容量、电导率、抗拉强度和X射线衍射谱图等研究了浇铸温度、浇铸时间和HBPS种类等条件对RCM性能的影响。结果显示:RCM的最佳成膜温度和时间分别为140℃和2h,温度高于180℃,部分PFSI开始分解,电导率和离子交换容量有所下降,时间低于2h,HBPS不能完全从RCM中挥发,RCM的机械强度和稳定性低。HBPS的种类和加入比例影响RCM的结晶程度和晶粒大小,HBPS加入量过少,在HBPS挥发完之前,PFSI没有足够的时间结晶,稳定性差,最好的HBPS是二甲基亚砜和吡硌烷酮,RCM与Nafion112具有相近的燃料电池性能。

再铸Nafion膜的制备和性能分析

利用50∶50的乙醇水溶液,在250℃条件下溶解了Nafion115膜,制得质量分数为7 5%的Nafion溶液.采用不同的高沸点添加剂,在不同温度下制得再铸Nafion膜.分析了再铸膜的离子交换容量、水含量和水中溶解性等,并利用傅立叶红外分析了再铸膜的结构.结果表明,再铸温度为140℃最好,乙二醇是最合适的再铸添加剂.

再铸Nafion膜的制备与应用

采用溶液 -浇铸法用商业化Nafion膜的溶解液制备再铸Nafion膜 ,对再铸Nafion膜进行了氧气渗透系数测试和电池性能评价 ,并与厚度相近的商业化Nafion膜进行比较 ,同时对再铸Nafion膜组装的PEMFC进行了短期稳定性考查 .实验结果表明 :通过溶液 -浇铸法制备的再铸Nafion膜可以应用于质子交换膜燃料电池 ;再铸Nafion膜的氧气渗透系数和电池性能与商业化Nafion膜相近 ;再铸Nafion膜组装PEMFC在 15 0h之内未见电池性能下降 .