發(fā)布時間：2020-12-21 05:27

　　目前商業(yè)化的質(zhì)子交換膜主要有兩類,一類為全氟磺酸樹脂,僅適用于低溫（<100 oC）高濕環(huán)境,另一類為聚苯并咪唑樹脂,僅適用于高溫（120-200 oC）、低濕環(huán)境。研發(fā)寬溫域使用條件的質(zhì)子交換膜可促進燃料電池更廣泛應(yīng)用。本文提出通過添加無機納米粒子改性聚苯并咪唑然后進行磷酸摻雜的方法,使質(zhì)子膜高溫環(huán)境主要依賴磷酸傳遞質(zhì)子、低溫環(huán)境主要依靠水傳遞質(zhì)子,從而適應(yīng)從低到高溫的較寬溫域范圍具備較高功率輸出性能要求。本課題以二氨基苯甲酸（DABA）為原料,通過溶液聚合法和溶液澆鑄制膜工藝,分別制備了聚2,5-苯并咪唑（ABPBI）膜和聚2,5-苯并咪唑/八氨基籠狀倍半硅氧烷（AM-POSS）復(fù)合膜。通過采用力學(xué)性能試驗設(shè)備、紅外（FTIR）、熱分析儀（TGA）、超景深三維顯微鏡、掃描電鏡（SEM-EDX）、電化學(xué)工作站等近現(xiàn)代測試手段,考察純ABPBI膜和復(fù)合膜的物理機械性能、熱穩(wěn)定性、水和磷酸的吸收性能等,磷酸摻雜前后純膜和復(fù)合膜的表面形貌變化,以及純膜和復(fù)合膜不同磷酸摻雜水平下質(zhì)子傳導(dǎo)性能變化。全文得出的主要結(jié)果有:通過改變合成單體和反應(yīng)介質(zhì)配比、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度以及攪拌速率等條件... 

【文章來源】：湖北工業(yè)大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 燃料電池
        1.2.1 燃料電池簡介
        1.2.2 燃料電池分類
    1.3 質(zhì)子交換膜燃料電池
        1.3.1 質(zhì)子交換膜燃料電池的優(yōu)點
        1.3.2 質(zhì)子交換膜燃料電池的基本構(gòu)成
        1.3.3 質(zhì)子交換膜燃料電池的工作原理
        1.3.4 質(zhì)子交換膜燃料電池的發(fā)展歷史
    1.4 質(zhì)子交換膜
        1.4.1 概述
        1.4.2 質(zhì)子交換膜質(zhì)子傳導(dǎo)機理
        1.4.3 全氟質(zhì)子交換膜
        1.4.4 部分含氟類質(zhì)子交換膜
        1.4.5 非氟磺酸類質(zhì)子交換膜
    1.5 聚苯并咪唑基質(zhì)子交換膜
        1.5.1 概述
        1.5.2 PBI的制備方法
        1.5.3 PBI的主要結(jié)構(gòu)
        1.5.4 ABPBI質(zhì)子交換膜的制備方法
        1.5.5 酸摻雜ABPBI質(zhì)子交換膜
        1.5.6 有機-無機物摻雜型ABPBI質(zhì)子交換膜
    1.6 八氨基籠狀倍半硅氧烷簡介
    1.7 本文研究思路
第2章聚 2,5-苯并咪唑的合成與表征
    2.1 引言
    2.2 實驗原料
    2.3 ABPBI的合成
        2.3.1 3,4 二氨基苯甲酸的提純
        2.3.2 ABPBI的合成
        2.3.3 測試與表征
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 ABPBI紅外光譜分析
        2.4.2 ABPBI分子量的影響條件
        2.4.3 ABPBI熱性能分析
        2.4.4 ABPBI熱穩(wěn)定性分析
        2.4.5 聚合物膜的表面形貌分析
    2.5 本章小結(jié)
第3章聚 2，5-苯并咪唑/八氨基籠狀倍半硅氧烷復(fù)合膜的制備與表征
    3.1 引言
    3.2 實驗原料
    3.3 DABA/AM-POSS酰胺化反應(yīng)
    3.4 ABPBI/AM-POSS復(fù)合物制備
        3.4.1 ABPBI/AM-POSS復(fù)合物的制備
        3.4.2 ABPBI/AM-POSS復(fù)合膜的制備
        3.4.3 ABPBI/AM-POSS復(fù)合膜磷酸摻雜膜的制備
        3.4.4 測試與表征
    3.5 結(jié)果與討論
        3.5.1 ABPBI/AM-POSS復(fù)合膜紅外光譜分析
        3.5.2 DABA/AM-POSS酰胺化核磁共振分析
        3.5.3 ABPBI/AM-POSS復(fù)合膜機械性能圖像分析
        3.5.4 ABPBI/AM-POSS復(fù)合膜熱穩(wěn)定性分析
        3.5.5 ABPBI/AM-POSS復(fù)合膜表面形貌分析
        3.5.6 ABPBI/AM-POSS復(fù)合膜磷酸摻雜率
        3.5.7 ABPBI/AM-POSS復(fù)合膜摻雜磷酸吸水率
        3.5.8 無磷酸摻雜ABPBI/AM-POSS復(fù)合膜吸水率
        3.5.9 ABPBI/AM-POSS復(fù)合膜導(dǎo)電率測試
    3.6 本章小結(jié)
第4章 結(jié)論
參考文獻
致謝
附錄



本文編號：2929270