全氟乙烯磺酸膜（Nafion膜）由于存在水依賴性強(qiáng)、工作溫度低等缺點(diǎn),限制了其在燃料電池中的商業(yè)應(yīng)用。因此,開發(fā)具有原生質(zhì)子傳導(dǎo)性且對(duì)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(jìn)Hummers法,石墨粉經(jīng)強(qiáng)氧化作用和超聲機(jī)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(fù)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(guò)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(jìn)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(xué)交流阻抗法研究了該膜的質(zhì)子傳導(dǎo)性。結(jié)果表明:當(dāng)n（H₃PO₄）:n（GPTMS-TZ）=3時(shí),干態(tài)下,... 

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【學(xué)位級(jí)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(jìn)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?zé)o水膜
    1.4 氧化石墨烯的研究進(jìn)展
        1.4.1 共價(jià)鍵合功能化修飾
        1.4.2 非共價(jià)鍵合功能化修飾
    1.5 GO/高分子復(fù)合膜的研究進(jìn)展
        1.5.1 GO/高分子復(fù)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(jì)思路和研究?jī)?nèi)容
        1.7.1 課題的設(shè)計(jì)思路
        1.7.2 課題的主要研究?jī)?nèi)容
2 含四唑基無(wú)水質(zhì)子交換膜的制備及其性能研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)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(dǎo)率
        2.3.9 質(zhì)子傳導(dǎo)機(jī)理
    2.4 本章小結(jié)
3 氨基四唑?qū)ρ趸┻M(jìn)行修飾改性
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)原理圖
        3.2.3 實(shí)驗(yàn)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(dǎo)率交流阻抗譜實(shí)驗(yàn)研究
    4.1 引言
    4.2 交流阻抗譜測(cè)量PEMFC電導(dǎo)率的理論依據(jù)
    4.3 實(shí)驗(yàn)部分
        4.3.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
        4.3.2 測(cè)試裝置搭建
        4.3.3 溶膠-凝膠法制備復(fù)合質(zhì)子交換膜
        4.3.4 質(zhì)子交換膜電導(dǎo)率的測(cè)定
    4.4 結(jié)果與討論
        4.4.1 復(fù)合膜的電導(dǎo)率
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]稀土改性氧化石墨烯的制備及表征[J]. 李勇,趙亞茹,李煥.  功能材料. 2017(10)
[2]直鏈烷基修飾的疏水氧化石墨烯的制備與表征[J]. 姜云,林潤(rùn),張弢.  功能材料. 2017(10)
[3]氧化石墨烯/聚合物復(fù)合質(zhì)子交換膜[J]. 張璐璐.  黑龍江科技信息. 2017(01)
[4]石墨烯和氧化石墨烯的表面功能化改性[J]. 黃國(guó)家,陳志剛,李茂東,楊波,辛明亮,李仕平,尹宗杰.  化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(10)
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[7]功能化納米氧化石墨烯/POE-g-MAH/聚苯乙烯復(fù)合材料的制備與性能[J]. 周強(qiáng),卞軍,王剛,何飛雄,藺海蘭.  復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2016(02)
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博士論文
[1]功能化氧化石墨烯的制備及其與共軛聚合物的相互作用[D]. 鄭飛.山東大學(xué) 2017
[2]新型聚合物電解質(zhì)基復(fù)合質(zhì)子傳輸膜的制備及其性能研究[D]. 何瑤.東北師范大學(xué) 2014
[3]燃料電池用新型耐高溫質(zhì)子交換膜的制備與性能研究[D]. 楊景帥.東北大學(xué) 2013
[4]“綠色”條件下合成1，2，3-三唑和1，3-二炔的研究[D]. 王東.蘭州大學(xué) 2013
[5]石墨烯的制備及其在聚合物復(fù)合材料中的應(yīng)用[D]. 王彥.上海交通大學(xué) 2012
[6]新型聚倍半硅氧烷基酸—堿無(wú)水質(zhì)子交換膜的制備與性能研究[D]. 曾松軍.湖南大學(xué) 2011
[7]水相中“click”化學(xué)在多組分和不對(duì)稱反應(yīng)中的應(yīng)用[D]. 嚴(yán)則義.蘭州大學(xué) 2007
[8]新型燃料電池用質(zhì)子交換膜的合成和性能研究[D]. 竇志宇.吉林大學(xué) 2006

碩士論文
[1]聚苯胺接枝氧化石墨烯及其在導(dǎo)電防腐涂料中的應(yīng)用研究[D]. 胡孝濤.南昌航空大學(xué) 2016
[2]功能化氧化石墨烯改性的聚醚砜基復(fù)合質(zhì)子交換膜的制備及性能研究[D]. 趙艷旭.東北師范大學(xué) 2016
[3]功能化石墨烯的制備及其復(fù)合材料的性能研究[D]. 靳飛.山東理工大學(xué) 2016
[4]氧化石墨烯/聚乳酸復(fù)合材料的制備及其性能研究[D]. 李發(fā)亮.東南大學(xué) 2016
[5]磺化聚芳醚/氧化石墨烯復(fù)合型質(zhì)子交換膜的制備與性能研究[D]. 韓婷婷.長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 2016
[6]新型氨基四唑型吸附劑的制備及其吸附性能的研究[D]. 單丙輝.西北大學(xué) 2016
[7]磷酸基團(tuán)修飾無(wú)機(jī)粒子填充型有機(jī)—無(wú)機(jī)雜化質(zhì)子交換膜[D]. 曹穎.天津大學(xué) 2015
[8]氨基功能化氧化石墨烯重金屬吸附劑的制備與應(yīng)用[D]. 徐翔麗.湖南大學(xué) 2014
[9]單向?qū)窦兠薰δ苊媪系难邪l(fā)[D]. 田太洲.東華大學(xué) 2014
[10]聚苯醚基有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合質(zhì)子交換膜的制備與性能研究[D]. 楊華軍.暨南大學(xué) 2013



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