刘莉莉,杨佩,田益嘉,黄逸瑜,张正东,闫伟,张原原,史林兴
LIU Lili, YANG Pei, TIAN Yijia, HUANG Yiyu, ZHANG Zhengdong, YAN Wei, ZHANG Yuanyuan, SHI Linxing
摘要: 将纳米金刚石进行热退火反应得到大小约5 nm的准球形纳米洋葱碳(CNOs),利用浓H2SO4/HNO3混合酸的强氧化性在CNOs表面引入羧酸基团,得到羧酸化CNOs(C-CNOs). 进一步对C-CNOs进行酰基化和亲核取代反应,制得出高度磷酸化CNOs(P-CNOs). 高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)结果表明了-COOH、-PO3H2基团的成功引入,P-CNOs的离子交换量(IEC)达到1.85 mmol/g. P-CNOs与磺化聚芳醚砜共混后,通过溶液浇铸法制备出一系列均质、完整、致密的SPAES/P-CNOs复合膜. 对复合膜进行吸水溶胀、抗氧化稳定性、质子传导率和电池性能等测试,发现复合膜较纯SPAES膜的各种性能均有提升. 这是由于P-CNOs上的-COOH和-PO3H2基团与SPAES上的-SO3H基团通过氢键相互作用,不仅可以形成更加稳定的网状结构增强复合膜机械性能和化学稳定性,还可以促进H+在膜内的转移提升其传导率. 在90 ℃时,SPAES/P-CNOs-1.5的质子传导率高达220 mS/cm;在80 ℃/100% 相对湿度(RH)时,SPAES/P-CNOs-1.5复合膜的最大功率密度达到了650 mW/cm2,比纯SPAES膜高出了36%,且机械性能好,热-尺寸-化学稳定性高,具有很好的应用前景.
中图分类号:
TrendMD: