全釩液流電池用SPEEK-沸石復合質子交換膜的制備與性能研究.pdf

1、全釩液流電池作為潛在的可再生能源的存儲系統(tǒng)引起了廣泛的關注。質子交換膜作為全釩液流電池中的重要材料，由于目前應用的Nafion膜成本高，在高溫下導電性差，尤其是離子選擇性低，開發(fā)能夠替代其的質子交換膜成為現今的研究熱點?；腔勖衙淹ぴ诔杀炯白桠C性能方面都優(yōu)于全氟磺酸膜。但是其質子導電性、機械強度以及吸水性等需要進一步研究。而沸石這種多孔材料因其高的比表面積，強的吸水能力和良好的離子交換容量等優(yōu)點成為了最具潛力的無機添加粒子。
　

2、　本文設計了三類沸石，分別為LTA沸石、NH4-A沸石和H-A沸石。采用水熱合成法制備了300~400nm的LTA沸石，屬于NaA類沸石。采用NH4Cl溶液將NaA沸石轉化為NH4-A沸石，嘗試水蒸氣氛圍下將NH4-A沸石轉化為H-A沸石。嘗試通過球磨獲取不同晶粒尺寸的三類沸石。
　　研究了磺化時間對SPEEK性能的影響。通過后磺化法制備了不同磺化時間（30min~90min）的SPEEK，通過吸水率、離子交換容量、質子傳導率、釩

3、離子滲透率性能測試，得到磺化時間70min的SPEEK綜合性能較好，可作為制備復合膜的材料。
　　研究了沸石的晶粒大小、類型及摻雜量對復合膜性能的影響。通過將NaA沸石、NH4-A沸石和球磨后的LTA按2.5％、5%、7.5%和10%的比例分別摻雜到磺化時間為70minSPEEK膜中，用重鑄法制備了沸石/SPEEK復合膜。然后運用SEM、EDS、TGA/DSC、吸水率、離子交換容量、質子傳導率、釩離子滲透率、單電池性能測試、化學穩(wěn)