全氟乙烯磺酸膜（Nafion膜）由于存在水依賴性強、工作溫度低等缺點,限制了其在燃料電池中的商業(yè)應用。因此,開發(fā)具有原生質(zhì)子傳導性且對水依賴性小的新型質(zhì)子交換膜備受青睞。本文采用硅氧烷為前驅(qū)體,經(jīng)縮合、溶膠-凝膠法制備出自支撐膜。其次,采用改進Hummers法,石墨粉經(jīng)強氧化作用和超聲機械剝離制備氧化石墨烯（GO）,摻雜功能化石墨烯,原位聚合制備出復合質(zhì)子交換膜。具體工作如下:首先,縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（GPTMS）與5-氨基四氮唑（5-ATZ）縮合生成單體GPTMS-TZ。在乙醇中,以GPTMS、GPTMS-TZ、磷酸和鹽酸為原料,通過溶膠-凝膠法原位聚合形成了以“Pseudo-PEO”為主鏈的膜,即Self-Standing膜,為分析其結(jié)構(gòu)性能進行了DSC、SEM、FT-IR、XPS、XRD、TG-DTG、²⁹Si CP MAS NMR和³¹P CP MAS NMR等技術(shù)表征。采用電化學交流阻抗法研究了該膜的質(zhì)子傳導性。結(jié)果表明:當n（H₃PO₄）:n（GPTMS-TZ）=3時,干態(tài)下,... 

【文章來源】：鄭州大學河南省211工程院校

【文章頁數(shù)】：93 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 燃料電池中質(zhì)子交換膜的工作原理
    1.3 質(zhì)子交換膜的研究進展
        1.3.1 全氟磺酸膜
        1.3.2 非全氟膜
        1.3.3 非氟類聚合物膜
        1.3.4 新型高溫無水膜
    1.4 氧化石墨烯的研究進展
        1.4.1 共價鍵合功能化修飾
        1.4.2 非共價鍵合功能化修飾
    1.5 GO/高分子復合膜的研究進展
        1.5.1 GO/高分子復合膜的制備方法
        1.5.2 GO改性Nafion膜和非氟類聚合物膜
    1.6 溶膠-凝膠法制備Self-standing膜
    1.7 課題的設(shè)計思路和研究內(nèi)容
        1.7.1 課題的設(shè)計思路
        1.7.2 課題的主要研究內(nèi)容
2 含四唑基無水質(zhì)子交換膜的制備及其性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗原料及儀器
        2.2.2 實驗裝置
        2.2.3 質(zhì)子交換膜的制備
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 紅外光譜分析(FT-IR)
        2.3.2 核磁共振分析(NMR)
        2.3.3 膜的外觀
        2.3.4 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.5 X射線衍射分析(XRD)
        2.3.6 熱性能分析
        2.3.7 X射線光電子能譜(XPS)
        2.3.8 質(zhì)子傳導率
        2.3.9 質(zhì)子傳導機理
    2.4 本章小結(jié)
3 氨基四唑?qū)ρ趸┻M行修飾改性
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料及儀器
        3.2.2 實驗原理圖
        3.2.3 實驗步驟
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 傅里葉變換紅外光譜分析(FT-IR)
        3.3.2 NMR譜圖
        3.3.3 X射線衍射譜圖(XRD)
        3.3.4 Raman光譜
        3.3.5 高分辨透射電子顯微鏡(TEM)
        3.3.6 掃描電子顯微鏡(SEM)
        3.3.7 熱重分析(TG)
        3.3.8 X射線光電子能譜(XPS)
        3.3.9 紫外可見(UV-vis)
        3.3.10 雜化材料的分散性
    3.4 本章小結(jié)
4 質(zhì)子交換膜電導率交流阻抗譜實驗研究
    4.1 引言
    4.2 交流阻抗譜測量PEMFC電導率的理論依據(jù)
    4.3 實驗部分
        4.3.1 實驗原料及儀器
        4.3.2 測試裝置搭建
        4.3.3 溶膠-凝膠法制備復合質(zhì)子交換膜
        4.3.4 質(zhì)子交換膜電導率的測定
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 復合膜的電導率
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論
參考文獻
個人簡歷、在學期間發(fā)表的學術(shù)論文與研究成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3632658