基于磺化金属有机骨架的复合质子交换膜的制备及其性能

摘要

将化学稳定性良好的金属有机骨架(MOF)材料UiO-66-NH_(2)用3-巯基丙基三甲氧基硅烷进行表面改性,再经H_(2)O_(2)氧化后得到磺酸化产物UiO-66-SO_(3)H,将其作为纳米填料加入磺化聚醚醚酮(SPEEK)中,得到纳米SPEEK复合质子交换膜(简称复合膜),利用FTIR,XRD,SEM等方法对纳米填料及膜进行了表征,同时考察了膜的机械性能和电化学性能。实验结果表明,UiO-66-SO_(3)H的MOF晶体结构未发生改变且形貌保持良好;SPEEK与纳米填料有良好的相容性,当纳米填料含量不高于6%(w)时分散均匀;复合膜的离子交换容量降低,吸水率提升;当纳米填料含量为6%(w)时,复合膜在水中的质子电导率达到最高(0.078 S/cm),比纯SPEEK膜高86%。