聚合物電解質(zhì)燃料電池由于其綠色高效成為最具發(fā)展前景的能源轉(zhuǎn)化裝置。質(zhì)子交換膜在燃料電池中起著阻隔燃料、傳遞質(zhì)子的作用,因此也是決定燃料電池性能的關(guān)鍵因素之一。與中低溫燃料電池相比,高溫（>120 ℃）燃料電池可避免催化劑CO中毒,并簡化了水熱管理系統(tǒng)、降低成本,因此,發(fā)展高溫燃料電池質(zhì)子交換膜具有重要意義。聚苯并咪唑由于其高的熱化學(xué)穩(wěn)定性及咪唑環(huán)的潛在的質(zhì)子傳導(dǎo)性能,成為高溫質(zhì)子交換膜的首選材料之一。純聚苯并咪唑須經(jīng)磷酸摻雜,形成氫鍵網(wǎng)絡(luò),在高溫?zé)o水條件下進行質(zhì)子跳躍傳輸。然而,由于磷酸的塑化作用和聚苯并咪唑的結(jié)晶性,聚苯并咪唑質(zhì)子交換膜存在高磷酸摻雜機械性能下降,而低的磷酸摻雜質(zhì)子傳導(dǎo)率偏低的問題。因此,如何在保持高質(zhì)子傳導(dǎo)率的同時,保證高的機械強度是目前該領(lǐng)域研究的重點和難點�；谝陨媳尘�,本論文設(shè)計并制備了主鏈含堿性吡啶結(jié)構(gòu)、非共平面二氮荷結(jié)構(gòu)、側(cè)鏈含羥基的聚苯并咪唑質(zhì)子交換膜,旨在增加分子鏈本身質(zhì)子受體與供體密度、打亂分子鏈間的有序堆疊,從而有利于分子鏈與磷酸間連續(xù)氫鍵網(wǎng)絡(luò)的形成。并將納米級POSS通過化學(xué)鍵引入聚合物中,借助POSS的塑化作用,進一步降低聚合物內(nèi)部的結(jié)晶... 

【文章來源】：蘭州大學(xué)甘肅省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 燃料電池
        1.1.1 燃料電池簡介
        1.1.2 燃料電池的分類
    1.2 質(zhì)子交換膜燃料電池
        1.2.1 質(zhì)子交換膜研究進展
        1.2.2 高溫質(zhì)子交換膜燃料電池
    1.3 聚苯并咪唑類簡介
        1.3.1 聚苯并咪唑的合成方法
        1.3.2 聚苯并咪唑的應(yīng)用
    1.4 聚苯并咪唑類質(zhì)子交換膜
    1.5 優(yōu)秀質(zhì)子交換膜的要求
    1.6 聚苯并咪唑類質(zhì)子交換膜的改性研究
        1.6.1 物理改性
        1.6.2 化學(xué)改性
    1.7 多面體聚倍半硅氧烷
        1.7.1 多面體聚倍半硅氧烷的結(jié)構(gòu)及性能
        1.7.2 POSS的合成
        1.7.3 多面體聚倍半硅氧烷改性聚合物
        1.7.4 多面體聚倍半硅氧烷在質(zhì)子交換膜中的應(yīng)用
    1.8 本論文的選題思想與目的
    參考文獻
第二章 POSS接枝聚苯并咪唑質(zhì)子交換膜的制備及性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 原料與試劑
        2.2.2 實驗所需的儀器
        2.2.3 性能測試
        2.2.4 實驗單體的合成
        2.2.5 聚合物的合成
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 單體結(jié)構(gòu)表征
        2.3.2 聚合物結(jié)構(gòu)表征
        2.3.3 接枝PBI的紅外譜圖
        2.3.5 接枝PBI的吸水率、溶脹率及磷酸摻雜水平
        2.3.6 聚合物溶解性測試
        2.3.7 磷酸摻雜聚苯并咪唑熱性能
        2.3.8 磷酸摻雜POSS接枝PBI的抗氧化穩(wěn)定性
        2.3.9 磷酸摻雜POSS接枝PBI的機械性能
        2.3.10 磷酸摻雜POSS接枝PBI的質(zhì)子傳導(dǎo)率
    2.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第三章 POSS交聯(lián)聚苯并咪唑質(zhì)子交換膜的制備及性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 原料與試劑
        3.2.2 實驗所需的儀器
        3.2.3 性能測試
        3.2.4 實驗單體的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 單體結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 聚合物的結(jié)構(gòu)表征
        3.3.3 交聯(lián)聚合物的吸水率、溶脹率及磷酸摻雜水平
        3.3.4 交聯(lián)膜的熱穩(wěn)定性以及機械性能
        3.3.5 交聯(lián)聚合物的氧化穩(wěn)定性
        3.3.6 交聯(lián)聚合物的質(zhì)子傳導(dǎo)率
    3.4 本章小結(jié)
    參考文獻
第四章 主要結(jié)論
在校期間的研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Poly（2,5-benzimidazole）/TriSilanolPhenyl POSS Composite Membranes for Intermediate Temperature PEM Fuel Cells[J]. 劉清亭,NI Na,SUN Quan,WU Xiaoxue,BAO Xujin,FAN Zhang,ZHANG Rong,HU Shengfei,Zhao Feng,LI Xiao.  Journal of Wuhan University of Technology（Materials Science）. 2018(01)
[2]多面體低聚倍半硅氧烷改性聚合物材料研究進展[J]. 林謙,陳超,孫爭光,黃世強.  有機硅材料. 2009(03)
[3]聚苯并咪唑樹脂的合成及其應(yīng)用[J]. 陸偉峰,虞鑫海.  絕緣材料通訊. 2000(05)

博士論文
[1]用于直接甲醇燃料電池的交聯(lián)型質(zhì)子交換膜的制備與膜性能的研究[D]. 王靜.吉林大學(xué) 2012

碩士論文
[1]含二氮芴可溶聚苯并咪唑的合成與性能研究[D]. 湯一堯.蘭州大學(xué) 2017
[2]POSS改性聚芳醚酮類質(zhì)子交換膜的研究[D]. 葛曉光.吉林大學(xué) 2017
[3]POSS接枝聚苯并咪唑共聚物的制備及其性能研究[D]. 趙冰潔.山東大學(xué) 2016
[4]聚苯并咪唑/倍半硅氧烷/離子液體復(fù)合質(zhì)子交換膜的制備與性能[D]. 倪娜.湖北工業(yè)大學(xué) 2016
[5]分子鏈含POSS芳香族聚合物質(zhì)子交換膜的制備及性能研究[D]. 吳忠營.蘭州大學(xué) 2016



本文編號：3369939