再铸Nafion膜的制备和性能分析.pdfVIP

第 25 卷 　第 1 期 膜 　科 　学 　与 　技 　术 Vol.25 　No.1 2005 年 2 月 MEMBRANESCIENCEANDTECHNOLOGY Feb.2005 文章编号 :1007-8924 (2005 ) 01-0004-05 再铸 Nafion 膜的制备和性能分析 1 1 2 徐 　麟 　徐洪峰 　李海燕 ( 1. 大连铁道学院 环境科学与工程系 , 大连 116028;2. 大连产品质量检验所 , 大连 116026) 摘 　要 : 利用 50 ∶50 的乙醇水溶液 ,在 250 ℃条件下溶解了 Nafion115 膜 ,制得质量分数为 75% 的Nafion 溶液. 采用不同的高沸点添加剂 ,在不同温度下制得再铸 Nafion 膜. 分析了再 铸膜的离子交换容量 、水含量和水中溶解性等 ,并利用傅立叶红外分析了再铸膜的结构. 结果 表明 ,再铸温度为 140 ℃最好 , 乙二醇是最合适的再铸添加剂. 关键词 : 全氟磺酸树脂 ;Nafion; 质子交换膜 ; 再铸膜 中图分类号 :TQ028.8 　　文献标识码 :A 　　全氟磺酸质子交换膜由于其具有优 良的机械 、 用于燃料 电池后的边角余料 ,其交换容量为 0.91 物理 、化 学及 电化 学稳 定 性 , 广 泛 用 于 燃 料 电 mmol/ g, 试剂乙醇从天津科密欧化学试剂开发中心 池[1,2] 、电解水[3,4] 以及其它电化学领域[5-7] . 在应 购买 , N - 甲基 -2- 吡硌烷酮从上海群力化工厂购 用过程中 ,产生一些边角余料和用过的 Nafion 膜 , 买 ,二甲基亚砜 、乙二醇 、1,2- 丙二醇 、N , N - 二甲 由于 Nafion 膜十分 昂贵 , 这些边角余料和用过 基甲酰胺 、NaCl 、NaOH 等从沈阳新西试剂厂购买 , Nafion 膜的再利用具重要的实际意义. 目前全氟磺 均为分析纯. 所有的试验用水都是去离子水. 酸树脂溶液 的制备 国外有杜邦公司一篇专利报 1 . 1 　全氟磺酸树脂溶液的制备及浓度测定 道[8] , 国内徐柏庆等[9] 做了利用不同配比的醇/ 水 将 Nafion 废膜剪成 2cm ×4cm 的小块 ,取按 溶剂溶解全氟磺酸树脂制备 Nafion 溶液的工作的 以前报道的预处理方法[10] 处理好的湿膜 5～6 g 放 报道 ,但尚未见有关对溶液的再铸成膜的报道. 作 入 150mL 体积的高压反应釜中 ,并加入体积比为 者[10] 在以前的研究中曾利用二甲基亚砜作为溶剂 90/60 ～80/70 的乙醇/ 水溶液 ,盖紧高压反应釜 ,并 溶解全氟磺酸树脂并再铸成膜并考察了其性能. 为 将其置于烘箱中 ,在 250 ℃温度加热 8h 以上. 在上 降低回收成本 ,找到溶解全氟磺酸树脂并再铸成膜 述条件下 ,Nafion 废膜完全溶解 ,得到 70 ～120mL 的实验条件 ,使制备的Nafion 溶液成分接近杜邦公 左右澄清透明的全氟磺酸树脂溶液 ,其质量分数为 司生产的 Nafion 溶液 ,本文利用一定配比的乙醇/ 2% ～3%, 利用蒸发法在 70 ℃将其浓缩到质量分数 水溶液 ,在 250 ℃温度下 ,在耐高压反应釜中溶解 7% 左右 ,并精确测定溶液的浓度. Nafion 膜 ,经浓缩可制 7% 左右的全氟磺酸树脂溶 用移液管准确移取经蒸发浓缩得到的全氟磺酸 液 ,接着利用该溶液采用浇铸法再铸成膜 ,并探索再 树脂浓缩液 5mL 一式三份到称量瓶中 ,用分