燃料电池用耐降解细菌纤维素复合膜的制备

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细菌纤维素膜(BCM)是一种具有高力学性能,高化学稳定性、成本低等特点的环境友好型可再生生物材料,被广泛应用于食品、光学材料、薄膜材料、生物医用材料等领域。本文通过湿化学法将氧化铈催化剂和铂纳米粒子负载在细菌纤维素膜上。通过水热法将氧化铈负载在细菌纤维素上。用硼氢化钠还原氯铂酸,在氧化铈/细菌纤维素复合膜上掺杂铂纳米粒子,制备出了Pt/CeO2/BC复合膜。通过X射线光电子能谱(XPS)证实了氧化铈和铂纳米粒子的存在。通过扫描电子显微镜(SEM),透射电镜(TEM)X射线衍射(XRD),观察研究了复合膜的微观形貌结构。氧化铈纳米粒子的直径在30-50nm,铂纳米粒子的直径约为2-3nm,这些纳米粒子定向分布在细菌纤维素纳米纤维表面。通过TEM观察发现纳米粒子的分散性良好,很少出现团聚现象。在分解过氧化氢溶液的试验中制备的复合膜展现出良好的催化性能。通过加速化学分解实验发现CeO2/BC复合膜可以有效的减缓膜的化学降解,但过氧基自由基仍会对纤维素分子链造成损失。Pt/CeO2/BC复合膜在长时间加速降解后质量、力学性能都没有明显下降。说明掺杂铂纳米粒子的复合膜具有更高的自由基捕捉能力,能在更大程度上缓解质子交换膜的化学降解问题。
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