磺化聚醚醚酮与氧化石墨烯共混膜的制备以及在全钒液流电池中的应用

摘要：

以浓硫酸为溶剂和磺化剂制备磺化度(DS)为65％的磺化聚醚醚酮(SPEEK),根据SPEEK和氧化石墨烯(GO)不同质量比制备一系列共混膜(S/GO).对共混膜的含水量、离子交换容量、面电阻、质子电导率、钒离子渗透率、机械强度以及耐氧化性进行研究.采用扫描电子显微镜(SEM)观察S/GO共混膜的形态;通过热重分析(TG)表征共混膜的热稳定性.结果表明随着GO引入量的增加,共混膜的含水量增加,离子交换容量(IEC)降低,质子电导率减小,钒离子渗透率减小,机械性能增强.共混膜能量效率均高于Nafion1 15,其中S/GO-2(GO含量2 wt％)的电池效率最佳,能量效率达到80％,相比于Nafion115提高近9％.在运行100次循环以后S/GO共混膜电池效率稳定性良好.S/GO共混膜有望在全钒液流电池中得到应用.

关键词：磺化聚醚醚酮、氧化石墨烯、全钒液流电池、钒离子渗透、电池效率

资助基金：国家自然基金基金号 21376253,21406248,51303183、中国科学院王宽诚教育基金会、中国科学院青年创新促进会和分子科学中心创新项目项目号 CMS-PY-201220和省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室天津工业大学开放课题基金号 M2-201502资助.

在线出版日期：2015-12-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1280-1287