超临界二氧化碳法制备高性能磺化聚醚醚酮电解质膜及性能研究

周皇卫; 李萌崛; 曹剑飞; 陈德平

doi:10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.07.010

塑料科技 ›› 2024, Vol. 52 ›› Issue (07) : 47 -51. DOI: 10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2024.07.010

理论与研究

超临界二氧化碳法制备高性能磺化聚醚醚酮电解质膜及性能研究

周皇卫 ¹ ,
李萌崛 ²^,^* ,
曹剑飞 ² ,
陈德平 ²

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Preparation of High-Performance Sulfonated Polyether Ether Ketone Electrolyte Membrane by Supercritical Carbon Dioxide Method and Investigation of Its Properties

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摘要

以磺化聚醚醚酮（SPEEK）为原料，辅以超临界二氧化碳萃取工艺，制备具有高离子导电率、高吸水性和低甲醇渗透率的复合电解质薄膜。磺化工艺能够有效地改善聚醚醚酮（PEEK）解质薄膜的吸水性，并且有助于形成良好的离子传输通路。结果表明：当磺化时间从3 h提高至12 h，SPEEK复合电解质薄膜的离子交换容量（IEC）值增至1.38 meq/g，磺化度增至46%。磺化处理后，电解质薄膜的热分解温度有所下降，热分解温度约为420 ℃。随着磺化时间增加，离子导电率从1.37×10^-10 S/cm增至1.16×10^-4 S/cm，甲醇扩散系数低至2.183×10^-7 cm²/s。研究表明，采用磺化工艺和超临界二氧化碳流体萃取工艺可以制备具有高离子导电性和低甲醇渗透率的SPEEK电解质薄膜。