リン化ポリシロキサンプロトン交換膜の調製および性能研究

Bo Liu ,  

Fang Liu ,  

Gui-bao Guo ,  

摘要

リン化反応により、リン酸基が3-アミノプロピル(ジエトキシ)メチルシラン(3-APDEMS)に化学的に結合され、水解後にホウ酸と反応して、リン化ポリシロキサンの架橋ネットワークを構築し、キトサンと複合化して、リン化ポリシロキサン/キトサン複合プロトン交換膜(PBS-PA/CS)を成功裏に製造した。フーリエ変換赤外分光法(FTIR)およびエネルギー分散型X線分光法(EDS)を用いて、膜の微細構造、表面形態および元素分布を特徴付けた。リン酸含量が膜の導電率に与える影響を体系的に研究した。実験結果は、リン酸がN―C―P結合を介して3-APDEMSに成功裏に接枝され、膜中のリン元素が均一に分布していることを示した。この複合膜は優れた熱安定性(200 ℃で約6%の質量損失)および適度な吸水率(25 ℃で15%未満)を示した。140 ℃の無加湿条件下でプロトン導電率は63 mS/cmに達し、単一セル試験では開放電圧0.88 V、最大電力密度420.2 mW/cm2を示し、高温・低湿度での良好な性能を発揮した。

关键词

高温プロトン交換膜;ポリシロキサン;リン化反応

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