多孔有机笼在聚丙烯腈纳米纤维表面固载及其复合质子交换膜

摘要

质子交换膜(PEM)是质子交换膜燃料电池的核心部件,需具备选择性地快速传递质子的特性.多孔有机笼具有高比表面积、良好的化学稳定性和高吸水特性以及三维连通的质子传递路径,可提升PEM的质子传导性能.本文将多孔有机笼(CC3)原位固载到聚丙烯腈(PAN)纳米纤维表面,与Nafion复合制备了CC3/PAN-Nafion复合质子交换膜,对其结构和性能进行了研究,结果表明:CC3的固载改变了纤维的微观形貌,增加了纤维直径,使纳米纤维比表面积从9.57m2/g增加到113.6m2/g;将CC3/PAN引入复合膜显著提升了CC3/PAN-Nafion的热稳定性、吸水性、阻醇性以及质子传导性能,其中CC3/PAN-Nafion12在100％RH,80°C时质子传导率可达0.165S/cm,较Nafion膜提升了一倍.