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聚酰亚胺/功能化石墨烯(PIFG)复合材料具有优异的力学性能及热稳定性，是近年来一个重要研究方向。但FG与PI界面相互作用、界面处应力传递等问题仍有待于进一步深入研究。作为质子交换膜材料，PI/FG复合材料对全钒液流电池隔膜性能的影响还需要研究。 以（3-氨丙基）三甲氧基硅烷为改性剂制各了氨基硅烷化石墨烯(APTMS-GO)，采用原位聚合法制备了PI/APTMS-rGO复合材料。通过热重分析(TGA)、拉曼光谱(Raman)、场发射-扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜(TEM)等对PI/APTMS-rGO复合材料的结构和性能进行了研究。结果表明，添加0.3 wt％APTMS-rGO时，PI/APTMS-rGO复合材料拉伸强度和杨氏模量分别提高31％和35％;玻璃化转变温度和热稳定性分别提高27.1℃和44℃。原位动态拉曼研究证实，共价键结合形式利于界面处应力传递，显著提高力学强度。 以聚乙烯亚胺(PEI)为修饰剂，制备了氨基化石墨烯(PEI-rGO)，并与磺化聚酰亚胺(SPI)基体复合制备了酸-碱复合膜（SPIPEI-rGO）。研究表明，PEI-rGO与SPI基体界面处形成的酸-碱离子对有效降低了溶胀率和钒离子渗透率，保持了较高质子传导率。在40 mA cm-2电流密度下，添加2 wt％ PEI-rGO的SPI/PEI-rGO-2复合膜组装的单电池库伦效率(95％vs91％)和能量效率(75.6％vs66.8％)均高于Nafion117膜。100次充放电循环结果表明SPI/PEI-rGO-2膜具有良好的耐酸性和化学稳定性。 采用两性聚合物修饰GO合成了两性聚合物修饰氧化石墨烯(ZGO)，并制备了全钒液流电池用SPIZGO复合膜。研究表明，ZGO的加入抑制了钒离子的扩散，增加了复合膜的质子传导率。单电池测试结果表明，在40 mA cm-2电流密度下，以SPI/ZGO-4膜组装的单电池库伦效率(92.7％ vs91％)和能量效率(76.1％vs66.8％)均高于商业Nafion117膜。100次充放电循环测试表明所制备的复合膜在强酸强氧化性环境中可以稳定工作。