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SPPESK电纺有序纤维复合质子交换膜的储备及性能
一、绪论
随着能源危机和环境问题的不断加剧，新能源技术的研究和开发变得越来越重要。其中，燃料电池被认为是未来可持续发展的重要能源技术，因其高效、环保、安全等特点而备受关注。然而，燃料电池的关键组成部分之一——质子交换膜，其性能和稳定性仍然需要不断提高和改进。
本文将介绍SPPESK电纺有序纤维复合质子交换膜的制备方法及其性能。这种质子交换膜使用电纺技术制备具有有序纤维结构的纤维膜作为基材，将质子交换材料和防渗材料压合在膜上形成复合结构，以提高质子交换膜的稳定性和性能。
二、实验方法
1.材料准备
本实验中采用的电纺有序纤维基材是由聚苯乙烯接枝四氟乙烯（SPPESK）制备而成。质子交换膜材料为聚四氟乙烯（PTFE），防渗材料为聚丙烯（PP）。
2.电纺有序纤维制备
在电纺机中注入SPPESK溶液，设置纺丝参数，如高压、高电压、高速度等，以形成有序纤维膜。为了保持纤维膜的有序性，需要在电纺过程中保持一定的湿度和温度。
3.质子交换膜制备
将PTFE和PP粉末混合后涂敷在电纺有序纤维膜上，并在高温高压条件下进行压合，以形成复合质子交换膜。
4.性能测试
对质子交换膜进行吸水性、质子传导性和耐化学稳定性测试。吸水性测试使用重量法，质子传导性测试使用电化学阻抗谱法，耐化学稳定性测试使用酸碱溶液进行浸泡测试。
三、实验结果
1.电纺有序纤维制备结果
采用电纺机制备的有序纤维膜表面光滑，有序性良好，纤维直径约为1μm，纤维之间的间距约为10μm，成膜效率高。
2.质子交换膜制备结果
采用电纺有序纤维作为基材制备的质子交换膜表面光滑，复合层厚度均匀。热压过程中，原有的有序纤维结构得以保持良好，质子交换材料和防渗材料也均匀地粘附在有序纤维膜上。
3.性能测试结果
吸水性测试结果表明，经过复合处理的质子交换膜仍然具有较好的水吸收能力，且吸水速率较慢。质子传导性测试结果表明，质子交换膜具有较好的质子传导能力，各项传导性能指标均高于传统PTFE质子交换膜。耐化学稳定性测试结果表明，质子交换膜具有较好的稳定性。
四、结论
本研究采用电纺有序纤维制备质子交换膜，并添加防渗材料形成复合结构。实验结果表明，该种质子交换膜具有较好的水吸收能力、较好的质子传导能力和较好的化学稳定性。这种质子交换膜有望成为燃料电池领域的新型质子交换膜。值得进一步研究和应用。