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Erschienen in: Journal of Polymer Research 11/2013

01.11.2013 | Original Paper

Self-assembly of multiwall carbon nanotubes on sulfonated poly (arylene ether ketone) as a proton exchange membrane

verfasst von: Haidan Lin, Wenmo Sun, Chengji Zhao, Hui Na

Erschienen in: Journal of Polymer Research | Ausgabe 11/2013

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Abstract

Membranes of sulfonated poly (arylene ether ketone) containing carboxyl groups (SPAEK-C) are modified by alternating deposition of oppositely charged polyelectrolytes [carboxyl-functionalized multiwalled carbon nanotubes (C-MWCNTs) and chitosan (CS)] in order to reduce methanol crossover and maintain high proton conductivity in a direct methanol fuel cell (DMFC). Fourier transform infrared spectroscopy confirms that C-MWCNTs and CS are assembled in the multilayers. The morphology of membranes is studied by scanning electron microscopy. The results confirm the presence of thin C-MWCNTs/CS multilayers coated on the SPAEK-C membrane. The SPAEK-C-(C-MWCNTs/CS)n membranes maintain high proton conductivity values up to 0.058 Scm−1 at 25 °C and 0.24 Scm−1 at 80 °C, which are superior to previous layer-by-layer assembled polyelectrolyte systems. Meanwhile, the methanol permeability of these modified membranes is effectively reduced. The selectivity of SPAEK-C-(C-MWCNTs/CS)n is two orders of magnitude greater than that of Nafion® 117, making these modified membranes a good alternative to be used in DMFCs. The thermal stability, water uptake, swelling ratio and proton conductivity of SPAEK-C and SPAEK-C-(C-MWCNTs/CS)n membranes are also investigated.

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Metadaten
Titel
Self-assembly of multiwall carbon nanotubes on sulfonated poly (arylene ether ketone) as a proton exchange membrane
verfasst von
Haidan Lin
Wenmo Sun
Chengji Zhao
Hui Na
Publikationsdatum
01.11.2013
Verlag
Springer Netherlands
Erschienen in
Journal of Polymer Research / Ausgabe 11/2013
Print ISSN: 1022-9760
Elektronische ISSN: 1572-8935
DOI
https://doi.org/10.1007/s10965-013-0306-2

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