固体酸对介孔氧化铝导电性能影响
2011-08-02杨乐斌王雪丹刘嘉斌宁文生沈杭燕
中国计量大学学报 2011年4期
周 锐,杨乐斌,王雪丹,刘嘉斌,宁文生,沈杭燕
(1.中国计量学院 材料科学与工程学院,浙江 杭州 310018;2.浙江工业大学 化学工程与材料学院,浙江 杭州 310032)
质子交换膜燃料电池(proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)具有工作温度低、启动快、比功率高、结构简单和高效环保等优点,是最有希望应用于便携式、小型化可移动式的电源,因而备受各国政府和大公司的广泛关注[1-3].但当PEMFC工作在70-90℃范围内,醇类氧化的中间体及CO不容易氧化成CO2,增加了醇类氧化的中间体及CO对催化剂毒化作用[4-5].一种有效的避免催化剂中毒的方法是提高电池工作温度.然而当温度较高时水分蒸发导致全氟磺酸型离子交换树脂膜(Nafion)的导电性显著下降.因此有必要开发在中高温条件下性质稳定、电导率高、甲醇渗透率低的质子交换膜.无机固体酸很有希望用作质子交换材料,因为这些具有酸质子的物质可以通过相结构的转变产生高的质子电导率[6-7].然而,相当一部分固体酸具有水溶性,这对固体酸用作燃料电池的电解质带来困难[8-9].本课题组已有研究[10]表明,掺杂氯盐可改变介孔Al2O3载体表面的酸碱活性中心,使得质子更容易在介孔氧化铝中传导,有利于提高介孔Al2O3的电导率.本研究在掺氯的介孔Al2O3基础上进一步掺杂一定比例的固体酸,提高材料的质子导电率,以开发出新型高电导的电解质材料.
1 实验部分
1.1 样品制备
以仲丁醇铝为铝源,X114为导向剂,以溶胶-凝胶法制备得介孔氧化铝粉体[9-12].将介孔氧化铝与固体酸CsHSO4按摩……
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