交联型PVA/PSSA/Na-MMT复合钒电池质子交换膜的制备与性能研究

以聚乙烯醇(PVA)、聚苯乙烯磺酸(PSSA)和钠基蒙脱土(Na-MMT)为原料,戊二醛(GA)为交联剂,通过溶液共混法制备交联型PVA/PSSA/Na-MMT质子交换复合膜.红外光谱(IR)分析表明,复合膜中PSSA的磺酸基与PVA的羟基发生酯化交联反应,提高了复合膜的稳定性;热重分析(TGA)证明,复合膜具有较好的耐热性;扫描电镜(SEM)显示,MMT在复合膜得到均匀的分散.交联剂戊二醛(GA)和钠基蒙脱土(Na-MMT)提高了复合膜的耐水性与尺寸稳定性.含有质量分数15%PSSA和3%Na-MMT复合膜的钒离子渗透率为1.58×10-6 cm2/min.单电池的库伦效率可达43.7%.

SSPEEK/Na-MMT复合钒电池质子交换膜的制备与性能研究

以含有异丙基溴侧基的聚醚醚酮为原子转移自由基聚合(ATRP)大分子引发剂,通过ATRP法在聚醚醚酮主链上接枝引入聚苯乙烯磺酸钠侧链,得到侧链型磺化聚醚醚酮质子交换膜(SSPEEK).采用溶液共混法在SSPEEK膜中引入钠基蒙脱土(Na-MMT),制备SSPEEK/Na-MMT钒电池质子交换复合膜.热重分析表明,复合膜具有较好的耐热性;扫描电镜显示,Na-MMT均匀分散在SSPEEK中.复合膜的钒离子渗透率由SSPEEK膜的1.24×10-5cm2·min-1降为4.88×10-6cm2·min-1,低于Nafion117膜的钒离子渗透率,阻钒能力优于Nafion117膜.电流密度为30 m A·cm-2时,以复合膜组装的电池的放电时间为215 min,长于Nafion117膜的198 min.在高放电电流密度下SSPEEK/Na-MMT膜的库伦效率与Nafion117膜相当.