1、現(xiàn)今，能源和環(huán)境問題成為全球關注的焦點。質(zhì)子交換膜燃料電池以能量轉(zhuǎn)換效率高，燃料廣泛、可再生及污染低的優(yōu)點受到世界各國的青睞。質(zhì)子交換膜燃料電池的核心部件是質(zhì)子交換膜，目前使用最廣的是美國杜邦公司生產(chǎn)的Nafion膜。為了提高其在高溫和低濕度條件下的質(zhì)子傳導能力,降低甲醇滲透率，無機物改性Nafion復合質(zhì)子交換膜成為研究的熱點。沸石因其具有多孔，高比表面積及良好的吸水性和離子交換能力成為最具潛力的無機物填充物。
　　在本文中，我

2、們使用具有多孔，高比表面積及良好的吸水性和離子交換能力Na-X型對Nafion復合質(zhì)子交換膜進行改性，制備出綜合性能優(yōu)越的復合質(zhì)子交換膜。
　　本文采用水熱合成法合成了了三種具有不同鋁硅比的亞微米級(200~300nm)Na-X沸石,分別是低鋁硅比沸石(0.75:4.25),正常鋁硅比沸石(1:4)和高鋁硅比沸石(1.25:3.75)，并通過溶液重鑄法制備出相應的 Nafion復合膜。XRD、SEM、FT-IR、TGA-DSC、B

3、ET等分析方法分析了沸石和復合膜的性能，并對復合膜的吸水性和質(zhì)子交換容量進行了測試。
　　實驗結(jié)果表明，高比表面積和親水基數(shù)量的沸石有利于質(zhì)子交換膜的吸水性和質(zhì)子交換容量的提高，小的孔隙半徑有利于阻止燃料的滲透。隨著鋁含量的增加，沸石中親水基的數(shù)量，孔容和孔隙半徑增加，比表面積減小，其中低鋁硅比沸石(0.25:4.25)的比表面積達到1175.7m2·g-1，孔隙半徑為1.21nm.沸石的吸水性受親水基數(shù)量和比表面積的影響，其中正

4、常鋁硅比沸石(1:4)的親水基數(shù)量和比表面積有良好的平衡點，因此吸水性最強，吸水率為26.72％.合成的Na-X沸石對Nafion質(zhì)子交換膜均有較好的改進效果。沸石改性的Nafion膜的吸水性均高于未改性的Nafion膜，其中正常鋁硅比(1:4)的沸石改性的質(zhì)子交換膜的吸水率最高，達到26.45%，良好的吸水性有利于質(zhì)子的傳導。沸石對質(zhì)子交換膜的離子交換能力也有很大的提高，一方面沸石的高比表面積增加了磺酸基和質(zhì)子的接觸量，另一方面沸石引