Durch eine Phosphinierungsreaktion wurden Phosphonsäuregruppen chemisch an 3-Aminopropyl(diethoxy)methylsilan (3-APDEMS) gebunden, das nach Hydrolyse mit Borsäure reagierte und ein vernetztes Netzwerk aus phosphiniertem Polysiloxan bildete. In Kombination mit Chitosan wurde erfolgreich eine phosphinierte Polysiloxan/Chitosan-Verbundprotonenaustauschmembran (PBS-PA/CS) hergestellt. Die Mikrostruktur, Oberflächenmorphologie und Elementverteilung der Membran wurden mittels Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR) und energie-dispersiver Röntgenspektroskopie (EDS) charakterisiert. Der Einfluss des Phosphorsäuregehalts auf die Membranleitfähigkeit wurde systematisch untersucht. Die experimentellen Ergebnisse zeigen, dass Phosphor erfolgreich über eine N-C-P-Bindung auf 3-APDEMS aufgebracht wurde und das Phosphorelement gleichmäßig in der Membran verteilt ist. Diese Verbundmembran zeigt eine hervorragende Thermostabilität (Gewichtsverlust ca. 6 % bei 200 ℃) und eine moderate Wasseraufnahme (unter 15 % bei 25 ℃). Bei 140 ℃ und ohne Befeuchtung erreichte die Protonenleitfähigkeit 63 mS/cm, der Einzelzellentest zeigte eine Leerlaufspannung von 0,88 V und eine maximale Leistungsdichte von 420,2 mW/cm², was eine gute Leistung bei hohen Temperaturen und niedriger Luftfeuchtigkeit demonstriert.

Hochtemperatur-Protonenaustauschmembran; Polysiloxan; Phosphinierungsreaktion