二維材料復(fù)合質(zhì)子膜的制備及其氕氚分離性能研究

編號：FTJS10385

篇名：二維材料復(fù)合質(zhì)子膜的制備及其氕氚分離性能研究

作者：周勛 柳偉平 丁文藝 李桃生

關(guān)鍵詞： 二維材料 復(fù)合質(zhì)子交換膜 氕氚分離系數(shù)

機構(gòu)： 中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院核能安全技術(shù)研究所 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)

摘要： 采用溶液澆鑄法分別制備了Graphene-Nafion和hBN-Nafion 2種二維納米復(fù)合質(zhì)子交換膜,利用XRD､ATR-FT-IR和SEM對復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)及微觀形貌進行表征,并對復(fù)合膜的離子交換容量､質(zhì)子電導(dǎo)率､機械性能和熱穩(wěn)定性進行測試,結(jié)果表明,Graphene和hBN納米片均勻地分散于Nafion基體內(nèi)部。相較于重鑄Nafion膜(空白對照樣品),復(fù)合膜的離子交換容量､質(zhì)子電導(dǎo)率以及機械性能均有不同程度的提升,特別是在摻入質(zhì)量分數(shù)為0.50%時,Graphene-Nafion和hBN-Nafion復(fù)合膜的質(zhì)子傳導(dǎo)性能約為重鑄Nafion膜的1.25倍和1.14倍。通過對比Graphene-Nafion和hBN-Nafion 2種復(fù)合膜的氕氚分離性能發(fā)現(xiàn),在初始氚水比活度為3.51×107Bq/L時,持續(xù)電解超過60 h,2種復(fù)合膜的氕氚分離系數(shù)分別為5.73和8.46,氚回收率分別為78.53%和85.35%,表明hBN-Nafion復(fù)合膜具有更好的氕氚分離性能。