鎢酸功能化氧化鈦納米管製造質子交換複合膜

在各種二維材料中，氧化鈦納米管（TiO2納米管）是穩定和環保的，其電子、光學和介電性能可以通過表面改性來調整。研究人員利用鎢酸與氧化鈦納米管（W-TNT）共價鍵合，首次作為離子交換填料用於製造質子交換複合膜。鎢酸基（H2WO4）含有類似磺酸基（SO3H）的可交換質子，也可以作為離子交換器。

二維（2D）納米結構材料，如納米管、納米棒或纖維，由於其非常大的比表面積和各向異性的結構，具有減少燃料交叉的額外優勢。此外，磺酸化的二氧化鈦-二氧化鈦納米管表面的離子交換基團（TNT）也被用作製備複合膜的填料，並已被證明其性能優於未功能化的填料。

因此，鎢酸基團被推薦作為離子交換材料用於質子的傳導。在TiO2納米管的表面接枝鎢酸基團，預計將有助於離子傳導的Grotthuss和跳躍機制。納米複合膜由SPEEK基體中不同濃度的填料（2%、4%、6%、8%）組成，並從吸水率、質子傳導率和離子交換能力方面評估了進料比例的影響。

磺化程度是合成SPEEK的一個重要參數，它也是根據1 H-NMR的積分值來估計的。通過對不同的芳香族信號進行比較整合來確定磺化程度。較低的磺化程度會導致較小的質子傳導率，而較高的磺化程度會導致膜的水膨脹。因此，磺化程度應該是適度的。

參考文獻：Elumalai V, Deenadhayalan T, Kathleen Asitha A, et al. Preparation of tungstic acid functionalized titanium oxide nanotubes and its effect on proton exchange membrane fuel cell[J]. SN Applied Sciences, 2019, 1(4): 1-12.

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