磺化聚醚醚酮（SPEEK）由于其耐熱性能好,阻醇性能優(yōu)良,質(zhì)子傳導(dǎo)性能好,制備工藝相對(duì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注。純SPEEK質(zhì)子交換膜存在穩(wěn)定性差、電導(dǎo)率與甲醇滲透率難以均衡等缺點(diǎn)。本文采用摻雜無機(jī)粒子的方法,以“質(zhì)子導(dǎo)體”——鈦酸鋇（BT）為摻雜主體,探究BT對(duì)SPEEK/BT復(fù)合質(zhì)子交換膜性能的影響,包括尺寸穩(wěn)定性、吸水率、質(zhì)子電導(dǎo)率、甲醇滲透率等。首先,以BT作為摻雜物,制備SPEEK/BT復(fù)合質(zhì)子交換膜。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,BT的摻雜明顯提高復(fù)合膜的質(zhì)子電導(dǎo)率。當(dāng)BT摻雜量為0.5 wt%時(shí),SPEEK/BT-0.5膜的電導(dǎo)率最高。而后隨BT摻雜量的增加,復(fù)合膜的電導(dǎo)率由于BT團(tuán)聚而降低。其次,為了改良BT與SPEEK基體間的相容性,本文以三種表面活性劑對(duì)BT進(jìn)行表面改性,制備KH550-BT、PDA-BT、KH570-BT三種無機(jī)材料。將三種無機(jī)粒子摻雜到SPEEK基體中,分別得到SPEEK/KH550-BT、SPEEK/PDA-BT、SPEEK/KH570-BT復(fù)合質(zhì)子交換膜。從各方面表征質(zhì)子交換膜的性能得到,SPEEK/KH570-BT膜的電導(dǎo)率性能最好,并且KH570能夠改善... 

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及目的
    1.2 PEMFC的工作原理及性能要求
    1.3 SPEEK質(zhì)子交換膜
        1.3.1 SPEEK質(zhì)子交換膜的質(zhì)子傳導(dǎo)機(jī)理
        1.3.2 有機(jī)/無機(jī)摻雜復(fù)合質(zhì)子交換膜的研究
    1.4 鈦酸鋇及鈦酸鋇摻雜復(fù)合質(zhì)子交換膜的研究
        1.4.1 鈦酸鋇簡(jiǎn)介
        1.4.2 鈦酸鋇在質(zhì)子交換膜中的應(yīng)用
        1.4.3 鈦酸鋇的表面改性
        1.4.4 靜電紡絲法制備鈦酸鋇納米纖維
        1.4.5 鈦酸鋇納米纖維負(fù)載磷鎢酸
    1.5 本課題研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料
    2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及儀器
    2.3 樣品的制備
        2.3.1 SPEEK的制備
        2.3.2 KH550-BT的制備
        2.3.3 PDA-BT的制備
        2.3.4 KH570-BT的制備
        2.3.5 純SPEEK質(zhì)子交換膜的制備
    2.4 質(zhì)子交換膜的性能表征方法
        2.4.1 離子交換容量(IEC)和磺化度(DS)的測(cè)定
        2.4.2 吸水率和溶脹率的測(cè)定
        2.4.3 質(zhì)子電導(dǎo)率和活化能的測(cè)定
        2.4.4 甲醇滲透率的測(cè)定
        2.4.5 紅外光譜(FT-IR)和X射線衍射(XRD)測(cè)試
        2.4.6 熱重分析
        2.4.7 微觀形貌分析
第3章 SPEEK/表面改性-BT復(fù)合質(zhì)子交換膜的表征
    3.1 前言
    3.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
        3.2.1 SPEEK/BT復(fù)合質(zhì)子交換膜的制備
        3.2.2 SPEEK/KH550-BT復(fù)合質(zhì)子交換膜的制備
        3.2.3 SPEEK/PDA-BT復(fù)合質(zhì)子交換膜的制備
        3.2.4 SPEEK/KH570-BT復(fù)合質(zhì)子交換膜的制備
    3.3 SPEEK/BT復(fù)合質(zhì)子交換膜的性能
        3.3.1 鈦酸鋇的結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 SPEEK/BT復(fù)合質(zhì)子交換膜的性能表征
    3.4 SPEEK/KH550-BT復(fù)合質(zhì)子交換膜的性能
        3.4.1 KH550-BT的結(jié)構(gòu)表征
        3.4.2 SPEEK/KH550-BT復(fù)合質(zhì)子交換膜的性能表征
    3.5 SPEEK/PDA-BT復(fù)合質(zhì)子交換膜的性能
        3.5.1 PDA-BT的結(jié)構(gòu)表征
        3.5.2 SPEEK/PDA-BT復(fù)合質(zhì)子交換膜的性能表征
    3.6 SPEEK/KH570-BT復(fù)合質(zhì)子交換膜的性能
        3.6.1 KH570-BT的結(jié)構(gòu)表征
        3.6.2 SPEEK/KH570-BT復(fù)合質(zhì)子交換膜的性能表征
    3.7 本章小結(jié)
第4章 SPEEK/HFBT復(fù)合質(zhì)子交換膜的制備與性能研究
    4.1 前言
    4.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
        4.2.1 鈦酸鋇中空纖維的制備方法
        4.2.2 HPW-HFBT的制備方法
        4.2.3 SPEEK/HFBT復(fù)合質(zhì)子交換膜的制備方法
        4.2.4 SPEEK/HPW-HFBT復(fù)合質(zhì)子交換膜的制備方法
    4.3 紡絲條件對(duì)對(duì)鈦酸鋇中空纖維的影響
        4.3.1 不同電壓下鈦酸鋇纖維的制備與表征
        4.3.2 不同紡絲濕度下鈦酸鋇纖維的制備與表征
        4.3.3 不同煅燒溫度下鈦酸鋇纖維的制備與表征
    4.4 SPEEK/HFBT復(fù)合質(zhì)子交換膜的性能表征
    4.5 SPEEK/HPW-HFBT復(fù)合質(zhì)子交換膜的性能
    4.6 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]機(jī)動(dòng)車用質(zhì)子交換膜燃料電池的研究[J]. 胡瑞,常鈺,張瑞.  小型內(nèi)燃機(jī)與車輛技術(shù). 2017(01)
[2]鈦酸鋇摻雜磺化聚醚酮質(zhì)子膜的制備與性能[J]. 王文娟,陳沛,安忠維,陳新兵.  應(yīng)用化學(xué). 2015(01)
[3]離子液體催化制備間十五烷基丙烯酸苯酯[J]. 劉偉,徐麗,馮樂樂,李延勛,雒廷亮,劉國際.  精細(xì)石油化工. 2013(03)
[4]高溫質(zhì)子交換膜研究進(jìn)展[J]. 吳魁,解東來.  化工進(jìn)展. 2012(10)
[5]靜電紡絲納米纖維質(zhì)子交換膜的制備與表征[J]. 趙紫薇,余軍,袁慶,潘牧.  電池工業(yè). 2011(04)
[6]BaTiO3表面改性對(duì)其環(huán)氧樹脂復(fù)合材料性能的影響[J]. 羅遂斌,于淑會(huì),孫蓉,梁先文,杜如虛.  電子元件與材料. 2011(01)
[7]靜電紡絲納米纖維的制備工藝及其應(yīng)用[J]. 董曉英,董鑫.  合成纖維工業(yè). 2009(04)
[8]磺化聚醚醚酮（sPEEK）/SiO2雜化質(zhì)子交換膜的制備與表征[J]. 靳豪,謝曉峰,尚玉明,馮少廣,呂亞非.  清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2007(12)
[9]納米鈦酸鋇的制備及表征[J]. 周寧玲,胡柏星,潘毅,沈健.  精細(xì)化工. 2004(06)

博士論文
[1]磺化聚醚醚酮復(fù)合質(zhì)子交換膜材料的制備與研究[D]. 徐丹.吉林大學(xué) 2010
[2]WC增強(qiáng)燃料電池貴金屬催化劑催化性能的研究[D]. 聶明.重慶大學(xué) 2007

碩士論文
[1]改性蒙脫土的制備及其催化低溫低濃度乙醇脫水制乙烯的研究[D]. 李寶茹.太原理工大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3676198