质子型离子液体/功能SiO2复合高温质子交换膜的制备与表征

摘要

通过正硅酸四乙酯水解制备了粒径约为70nm球形SiO2纳米粒子,合成了1-甲基-3-[（三乙氧基）丙基]咪唑氯化物（离子液体）,并对SiO2纳米粒子进行表面修饰得到离子液体表面修饰的功能SiO2（Im-SiO2）。以苯乙烯、丙烯腈为基体材料、以质子型离子液体为质子导体,通过掺杂Im-SiO2制备复合高温质子交换膜。通过扫描电子显微镜、热重分析仪和电化学工作站研究了质子交换膜的微观形貌、热稳定性和电导率,并考察了Im-SiO2的含量对质子交换膜性能的影响。研究发现,复合质子交换膜的最高电导率可达10-2 S·cm^-1。Im-SiO2的掺杂对质子交换膜的热稳定性影响不大,但适量Im-SiO2的掺杂有助于提高质子交换膜的导电性能以及保离子液体的能力。这些结果表明该类复合质子交换膜是高温质子交换膜燃料电池理想的隔膜材料,具有很好的应用前景。