質(zhì)子交換膜（PEMs）作為質(zhì)子交換膜燃料電池的核心部件,起到傳導(dǎo)質(zhì)子,阻隔燃料的作用,同時需要具備優(yōu)異的熱性能,氧化穩(wěn)定性和機械性能。目前最知名的商用質(zhì)子交換膜是杜邦公司生產(chǎn)的Nafion系列全氟磺酸膜,這類膜在高濕度下?lián)碛谐叩馁|(zhì)子傳導(dǎo)率,但也存在低濕度下傳導(dǎo)率損失嚴(yán)重以及對醇類燃料阻隔能力差等限制�；腔鄯济淹⊿PAEK）因為其基體聚芳醚酮（PAEK）具有優(yōu)異的熱,化學(xué),機械穩(wěn)定性且易于修飾功能基團(tuán),生產(chǎn)成本低等特點而被許多科研工作團(tuán)隊認(rèn)為是Nafion很有可能的接替者。多年以來,國內(nèi)外科研工作者對磺化聚芳醚酮類聚合物展開了很多研究,也引入了很多新的功能基團(tuán),然而這些新基團(tuán)對聚合物的影響往往是多方面的,同時又增加了合成難度。在本論文中,我們期望通過對分子的設(shè)計,不過分依賴新基團(tuán)的引進(jìn),通過調(diào)控聚合物中氮雜環(huán)的位置和磺化位點使其完成更好的相互作用使我們的膜具有更優(yōu)異的性能。本論文的SPAEK膜側(cè)鏈末端結(jié)合了含仲胺的氮雜環(huán)和磺酸基團(tuán),首先,將5-羧基苯并三唑磺化提純,得到磺化羧基苯并三唑（SCBTA）,通過親核縮聚制備側(cè)鏈含氨基的PAEK三元聚合物,利用酰胺化反應(yīng)把SCBTA接到PA... 

【文章來源】：長春工業(yè)大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

質(zhì)子交換膜燃料電池工作原理圖

第 1 章 緒 論傳遞到陰極并與 e-和０２發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生水排出系統(tǒng)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)過程如下：應(yīng)：2H 2 H 2e 應(yīng)：2 2O 4 H 4e 2H O 反應(yīng)：2 2 22H O 2H O醇燃料電池(DMFC)結(jié)構(gòu)及工作原理以氫氣作為燃料的 PEMFC，而另一種以甲醇液體和甲醇直接甲醇燃料電池。它的核心組件也與常規(guī) PEMFC 相似子交換膜等構(gòu)成，基本結(jié)構(gòu)見圖 1.2[8]。直接甲醇燃料電保、轉(zhuǎn)換效率高[9]等特點，使人們看到了便攜式設(shè)備應(yīng)用

這些不同的化學(xué)公司所生產(chǎn)的全氟磺酸型質(zhì)子交換膜的化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖 1.。以 Nafion 膜為例，它的命名方式比如 Nafion 117 是指 Nafion 干膜 1100ol 磺酸基團(tuán)，厚度為 0.007 in.（約為 175μm）[18]。Nafion 膜具有如此卓傳導(dǎo)能力主要取決于它的全氟磺酸結(jié)構(gòu)使得 Nafion 具有復(fù)雜的多尺度相，帶有磺酸基團(tuán)的長側(cè)鏈構(gòu)成了連續(xù)的親水相傳輸通道滲透通過疏水的，四氟乙烯 (Teflon)主鏈基質(zhì)[19, 20]。Nafion 膜的具體結(jié)構(gòu)模型所述不一，其―核－殼‖三明治結(jié)構(gòu)如圖 1.4[21]所示，因為磺酸基團(tuán)作為一種具有強吸濕，使得帶有磺酸基團(tuán)的側(cè)鏈具有親水特性，使這種膜材料具備吸水能力，乙烯主鏈結(jié)構(gòu)具有疏水特性，帶有磺酸基團(tuán)的側(cè)鏈被認(rèn)為形成了親水相連道和疏水骨架結(jié)構(gòu)之間的界面層，使得這種全氟磺酸型聚合物形成了三相提出這種模型的人認(rèn)為此模型很好地解釋了 Nafion 膜在高濕度下或水溶集態(tài)結(jié)構(gòu)[21]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：2934489