【摘 要】
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本文研究了一种用于钒氧化还原液流电池（VRFB）的新型磺化聚醚醚酮（SPEEK）质子交换膜。采用不同负载量的黑磷纳米片制备了磺化聚醚醚酮/功能化黑磷纳米片复合膜（S/bPn）,并对其基础性能以及液流电池性能进行了研究。黑磷是一种具有正交晶体结构的膜结构材料。利用高能机械球磨（HEMM）技术,以碱性同素异形体红磷为原料合成了膜黑磷,与SPEEK共混制备复合膜。所得复合膜的机械性能、吸水溶胀性能优异。
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本文研究了一种用于钒氧化还原液流电池（VRFB）的新型磺化聚醚醚酮（SPEEK）质子交换膜。采用不同负载量的黑磷纳米片制备了磺化聚醚醚酮/功能化黑磷纳米片复合膜（S/bPn）,并对其基础性能以及液流电池性能进行了研究。黑磷是一种具有正交晶体结构的膜结构材料。利用高能机械球磨（HEMM）技术,以碱性同素异形体红磷为原料合成了膜黑磷,与SPEEK共混制备复合膜。所得复合膜的机械性能、吸水溶胀性能优异。通过改变黑磷纳米片浓度（10%、30%、50%）,获得了不同的钒离子渗透率以及面电阻。当含量为30 wt%时,复合膜（S/bPn30）性能最好。在VRFB单电池中,S/bPn30复合膜的库仑效率（CE）为98.7%,优于商业化Nafion212膜（91.0%）,能量效率（EE）比 Nafion212高4%（EE 86.6%vs.82.7%）,容量损失比 Nafion212 低。该复合膜具有良好的电池性能、较低的容量损耗和较强的钒离子阻隔性能,在液流电池应用方面具有较大潜力,可为用于生物质合成高附加值化学品、污水处理等的生物电化学过程提供持续、稳定的电能。
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