發(fā)布時(shí)間：2021-02-23 18:51

　　質(zhì)子交換膜燃料電池（PEMFCs）是一種綠色,高效的新能源,具有能量轉(zhuǎn)換效率高、環(huán)境友好、啟動(dòng)快等優(yōu)點(diǎn)在固定電站和移動(dòng)電源方面具有廣泛的應(yīng)用。目前廣泛使用的質(zhì)子交換膜是杜邦公司的全氟磺酸膜Nafion?,但其工作溫度低（<100℃）,成本高等缺點(diǎn),限制了質(zhì)子交換膜燃料電池的廣泛商業(yè)化應(yīng)用。因此開(kāi)發(fā)一種價(jià)格低廉且能應(yīng)用于高溫、低濕條件下的質(zhì)子交換膜材料成為關(guān)鍵。聚苯并咪唑類(lèi)（PBIs）材料因其具有優(yōu)異的熱/化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械性能,且在摻雜磷酸后在高溫低濕條件下具有良好的質(zhì)子傳導(dǎo)性能而受到了廣泛的研究。本文選用PBIs中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的聚2,5-苯并咪唑（ABPBI）作為聚合物基材,選用苯基三硅醇籠狀倍半硅氧烷（SO-POSS）作為無(wú)機(jī)納米填料對(duì)ABPBI進(jìn)行改性,并將1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽（[BMIM]BF4）離子液體填充進(jìn)復(fù)合膜中作為無(wú)水質(zhì)子導(dǎo)體。具體研究?jī)?nèi)容如下:1)通過(guò)溶液聚合法合成ABPBI并采用流延法制備ABPBI膜。對(duì)ABPBI進(jìn)行了一系列性能表征,發(fā)現(xiàn)ABPBI具有良好的熱穩(wěn)定性,吸水性以及吸酸性,磷酸摻雜后的ABPBI膜的質(zhì)子傳導(dǎo)率隨磷酸摻雜量的增加而增大。2)... 

【文章來(lái)源】：湖北工業(yè)大學(xué)湖北省

【文章頁(yè)數(shù)】：73 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 質(zhì)子交換膜燃料電池
        1.2.1 質(zhì)子交換膜燃料電池的基本結(jié)構(gòu)及工作原理
        1.2.2 質(zhì)子交換膜燃料電池的優(yōu)缺點(diǎn)
        1.2.3 質(zhì)子交換膜燃料電池的應(yīng)用
    1.3 質(zhì)子交換膜
        1.3.1 全氟磺酸質(zhì)子交換膜
        1.3.2 聚苯并咪唑類(lèi)質(zhì)子交換膜
    1.4 多面體聚倍半硅氧烷
        1.4.1 多面體聚倍半硅氧烷的結(jié)構(gòu)及性能
        1.4.2 多面體聚倍半硅氧烷在聚合物改性中的作用
        1.4.3 多面體聚倍半硅氧烷在質(zhì)子交換膜中的應(yīng)用
    1.5 離子液體基質(zhì)子交換膜
        1.5.1 離子液體的定義及分類(lèi)
        1.5.2 離子液體在質(zhì)子交換膜中的應(yīng)用
    1.6 本論文的選題意義及研究?jī)?nèi)容
第2章 聚 2,5-苯并咪唑質(zhì)子交換膜的制備與表征
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及測(cè)試儀器
        2.2.3 ABPBI的合成
        2.2.4 ABPBI膜的制備
        2.2.5 測(cè)試與表征
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 ABPBI的結(jié)構(gòu)分析
        2.3.2 ABPBI的熱穩(wěn)定性分析
        2.3.3 ABPBI膜的吸水率及磷酸摻雜水平測(cè)試
        2.3.4 磷酸摻雜ABPBI膜的質(zhì)子傳導(dǎo)率測(cè)試
    2.5 本章小結(jié)
第3章 聚 2,5-苯并咪唑/倍半硅氧烷復(fù)合質(zhì)子交換膜的制備與表征
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及測(cè)試儀器
        3.2.3 ABPBI/SO-POSS的合成
        3.2.4 ABPBI/SO-POSS膜的制備
        3.2.5 測(cè)試與表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 ABPBI/SO-POSS的結(jié)構(gòu)分析
        3.3.2 ABPBI/SO-POSS的熱穩(wěn)定性分析
        3.3.3 ABPBI/SO-POSS膜的表面形貌分析
        3.3.4 ABPBI/SO-POSS膜吸水率和磷酸摻雜水平測(cè)試
        3.3.5 磷酸摻雜ABPBI/SO-POSS膜質(zhì)子傳導(dǎo)率測(cè)試
    3.4 本章小結(jié)
第4章 聚 2,5-苯并咪唑/倍半硅氧烷/離子液體復(fù)合質(zhì)子交換膜的制備與表征
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        4.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及測(cè)試儀器
        4.2.3 ABPBI/SO-POSS-[BMIM]BF4膜的制備
        4.2.4 測(cè)試與表征
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 膜的結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 膜的熱穩(wěn)定性表征
        4.3.3 膜的表面形貌表征
        4.3.4 離子液體流失率實(shí)驗(yàn)分析
        4.3.5 膜的吸水率測(cè)試
        4.3.6 膜的質(zhì)子傳導(dǎo)率測(cè)試
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 全文結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
附錄


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[6]質(zhì)子交換膜燃料電池研究進(jìn)展[J]. 劉豐峰,盧玫.  通信電源技術(shù). 2009(02)
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碩士論文
[1]離子液體填充質(zhì)子交換膜的制備及性能研究[D]. 張濤.鄭州大學(xué) 2014
[2]新型聚苯并咪唑類(lèi)高溫質(zhì)子交換膜的制備、表征及其交聯(lián)改性研究[D]. 葛瑞祥.北京化工大學(xué) 2013
[3]新型聚苯并咪唑類(lèi)質(zhì)子交換膜的制備與性能研究[D]. 徐燕燕.北京化工大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3048061