编号：NMJS09704
篇名： 氧化石墨烯改性复合质子交换膜的制备及性能研究
作者： 李曦1；刘旭2；杨帆1；李永峰1
关键词： 质子交换膜; 磺化聚醚醚酮; 氧化石墨烯; 静电纺丝; 质子电导率; 甲醇渗透率;
机构：1.中国石油大学(北京)新能源与材料学院2.中能建氢能源有限公司
摘要： 通过静电纺丝技术成功制备了氧化石墨烯（GO）均匀分散的磺化聚醚醚酮（SPEEK）复合膜（SPEEK-GO-E），研究了GO分散性对复合膜质子电导率与阻醇性能的影响。通过SEM、TEM和AFM等表征手段证实，相较于传统溶液浇注法制备的SPEEK-GO-C膜，静电纺丝法显著改善了GO在基体中的分散性，有效抑制了GO片层的团聚现象。性能测试结果显示，SPEEK-GO-E膜展现出优异的综合性能：30 ℃时，质子电导率达到1.12 ×10?2 S·cm?1，较纯SPEEK膜提升67%；甲醇渗透率降至5.16 × 10?? cm·s?1，比纯SPEEK膜降低了80%。此外，该复合膜表现出各向同性的溶胀特性，吸水率和溶胀率显著降低，尺寸稳定性提升。分析表明，静电纺丝工艺促进了GO在基体中的均匀分散，其表面亲水含氧官能团与SPEEK分子链上的磺酸基团形成强氢键网络，GO的二维片层结构构建了长程有序的质子传输通道，不仅提升了复合膜的质子传导率，同时GO本身形成了有效的物理屏障，阻碍了甲醇分子的渗透，这为开发高性能质子交换膜提供了新思路。