發(fā)布時間：2022-10-19 15:45

　　質(zhì)子交換膜是質(zhì)子交換膜燃料電池的重要組件之一。現(xiàn)今商業(yè)化的主要是全氟磺酸膜。但是這類膜存在限制其發(fā)展的諸多缺點。由此,磺化芳香類聚合物質(zhì)子交換膜作為替代應運而生。磺化聚芳醚氧膦是一類性能優(yōu)良的芳香聚合物膜。本論文以直接縮聚法合成了含氧膦的多個系列的磺化聚芳醚質(zhì)子交換膜。首先,將二羥基二苯醚單體引入聚合物中,合成一系列不同磺化度的含二苯醚的單磺化聚芳醚氧膦（msPEPO-x）,并得到透明有韌性的膜。結(jié)果表明,磺化度適當?shù)膍sPEPO-x膜具有較高的質(zhì)子傳導性和氧化穩(wěn)定性。如,msPEPO-80的電導率在80℃下為 0.092 S cm-1,高于Nafion 117的 0.088 S cm-1。在Fenton’s試劑中（25℃,30%H2O2含30 ppmFeSO4）60 h才溶解完全。但磺化度較高時,在較高溫度下膜的溶脹過大,失去使用價值。為了降低上述膜的溶脹,上述聚合物中的單磺化氧膦單體由三磺化氧膦單體代替,通過改變磺化單體來調(diào)節(jié)磺酸基團的分布,制備一系列三磺化聚芳醚氧膦（tsPEPO-x）,從而改善膜的溶脹。結(jié)果表明,磺化度相同的三磺化膜尺寸穩(wěn)定性有了顯著提高,且在保持尺寸穩(wěn)定性的前... 

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 燃料電池簡介
    1.2 質(zhì)子交換膜燃料電池
    1.3 質(zhì)子交換膜
        1.3.1 全氟質(zhì)子交換膜
        1.3.2 部分含氟質(zhì)子交換膜
        1.3.3 非氟質(zhì)子交換膜
    1.4 芳香聚合物膜存在的問題及改善方法
        1.4.1 引入氫鍵
        1.4.2 調(diào)整膜的微觀結(jié)構
        1.4.3 引入強極性基團
        1.4.4 制備交聯(lián)膜
        1.4.5 增加非磺化單元的疏水性
    1.5 本論文的研究思路與主要內(nèi)容
第2章 含聯(lián)苯醚的單磺化聚芳醚氧膦質(zhì)子交換膜的合成與表征..
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗原料
        2.2.2 表征和性能測試
        2.2.3 單體的合成
        2.2.4 聚合物的合成
        2.2.5 聚合物膜的制備
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 聚合物的合成
        2.3.2 核磁共振圖譜分析
        2.3.3 傅立葉變換紅外光譜分析
        2.3.4 聚合物的熱性能分析
        2.3.5 聚合物膜的IEC,吸水率與溶脹率
        2.3.6 聚合物膜的質(zhì)子電導率
        2.3.7 聚合物膜的耐氧化穩(wěn)定性
        2.3.8 微觀結(jié)構分析
    2.4 小結(jié)
第3章 含聯(lián)苯醚的三磺化聚芳醚氧膦質(zhì)子交換膜的合成與表征
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料
        3.2.2 表征和性能測試
        3.2.3 單體的合成
        3.2.4 聚合物的合成
        3.2.5 聚合物膜的制備
    3.3 實驗結(jié)果與討論
        3.3.1 聚合物的合成
        3.3.2 傅立葉變換紅外光譜分析
        3.3.3 熱性能分析
        3.3.4 IEC,吸水率和溶脹率
        3.3.5 質(zhì)子電導率
        3.3.6 耐氧化穩(wěn)定性
        3.3.7 微觀結(jié)構
    3.4 本章小結(jié)
第4章 含氮雜環(huán)的三磺化聚芳醚氧膦質(zhì)子交換膜的合成與表征..
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗原料
        4.2.2 表征和性能測試
        4.2.3 單體的合成
        4.2.4 聚合物的合成
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 聚合物的合成
        4.3.2 傅立葉變換紅外光譜分析
        4.3.3 熱性能分析
        4.3.4 IEC,吸水率和溶脹率
        4.3.5 質(zhì)子電導率
        4.3.6 耐氧化穩(wěn)定性
        4.3.7 氫鍵的表征
        4.3.8 微觀結(jié)構
    4.4 本章小結(jié)
第5章 全文總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間所開展的科研項目和發(fā)表的學術論文



本文編號：3693648