SPEEK/PVDF-g-PSSA复合膜中质子扩散的MD模拟研究

摘要

为了探究改性磺化聚醚醚酮(SPEEK)基复合质子交换膜的性能,研究了SPEEK和PVDF-g-PSSA(聚苯乙烯磺酸接枝聚偏氟乙烯)共混膜的微观结构和质子传输性能。构建含水量不同的SPEEK/PVDF-g-PSSA共混膜的分子结构模型,采用分子动力学(MD)研究了平衡态模型的微观结构以及质子扩散过程,发现水含量的增加首先会引起水团簇数量的增加,质子电导率随含水量的增加快速升高;在含水量达到饱和(λ_m=20)时体系的质子电导率为105m S/cm,与实验测得的96 m S/cm结果相符;当含水量大于λ_m时,水含量的继续增加会导致磺酸根基团间距增大,质子传导趋于稳定。