近年來(lái)質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFCs)因其具有能源轉(zhuǎn)化效率高,無(wú)污染和功率密度高等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注,被視為一種很有前景應(yīng)用的電力設(shè)備。而質(zhì)子交換膜作為燃料電池的核心器件,起到隔絕燃料和催化層以及提供質(zhì)子傳輸通道的作用。目前商業(yè)化的全氟磺酸型的Nafion膜,由于其優(yōu)異的電導(dǎo)率、良好的機(jī)械性能和長(zhǎng)期的熱穩(wěn)定性而被廣泛地應(yīng)用。但它存在價(jià)格昂貴、高的甲醇滲透性、氟泄漏問(wèn)題和低的熱化學(xué)穩(wěn)定性等缺點(diǎn)。為了解決這些存在的問(wèn)題,近些年許多新型的非氟或者部分含氟的芳香性膜被開(kāi)發(fā)出來(lái),并且許多專家認(rèn)為磺化型的芳香性膜是最有可能取代Nafion膜的高性能材料,主要是它們?cè)趷毫拥墓ぷ鳝h(huán)境下仍能保持高的抗水解和抗氧化穩(wěn)定性。聚醚砜由于其優(yōu)異的綜合性能,而廣泛地被應(yīng)用于芳香性的質(zhì)子交換膜制備工藝中。而在我們的工作中,也正是利用聚醚砜的這些特性合成了一系列含密集磺化的苯并咔挫基嵌段聚合物材料。這些質(zhì)子交換膜(SPDCP-x)通過(guò)后磺化的方法獲取,而大平面的DCP單體的引入,有利于獲得密集有序、結(jié)構(gòu)確定的親水段,使得電導(dǎo)率有了明顯的提高。同時(shí),由于咔唑上的N原子具有強(qiáng)吸電子的特性,與磺化后的苯并咔唑上的磺酸基團(tuán)能形...

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
中文文摘
緒論
    0.1 能源與燃料電池
        0.1.1 能源
        0.1.2 燃料電池
    0.2 質(zhì)子交換膜燃料電池
    0.3 質(zhì)子交換膜的研究進(jìn)展
        0.3.1 質(zhì)子傳遞機(jī)理
        0.3.2 質(zhì)子傳遞位點(diǎn)
    0.4 質(zhì)子交換膜的改性進(jìn)展
        0.4.1 嵌段型質(zhì)子交換膜
        0.4.2 接枝型質(zhì)子交換膜
        0.4.3 交聯(lián)型質(zhì)子交換膜
        0.4.4 復(fù)合型質(zhì)子交換膜
    0.5 本文的選題依據(jù)及設(shè)計(jì)思路
        0.5.1 選題意義
        0.5.2 設(shè)計(jì)思路
第一章 基于苯并咔唑基聚醚砜的制備以及性能研究
    1.1 引言
    1.2 實(shí)驗(yàn)部分
        1.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        1.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
    1.3 合成部分
        1.3.1 含酚羥基的苯并咔唑單體的合成
        1.3.2 F-DDCP-x和PDCP-x的合成
        1.3.3 PES-tra的合成
    1.4 結(jié)果與討論
        1.4.1 OH-DCP單體的合成
        1.4.2 聚合物的合成
        1.4.3 聚合物的溶解性
        1.4.4 聚合物的熱性能
        1.4.5 聚合物的機(jī)械性能
    1.5 本章小結(jié)
第二章 多向傳導(dǎo)的磺化苯并咔唑基聚醚砜PEMs的研究
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
    2.3 磺化苯并咔唑基的聚醚砜PEMs的制備
        2.3.1 磺化試劑的選擇
        2.3.2 磺化苯并咔唑基聚醚砜SPDCP-x的合成
        2.3.3 SPDCP-x膜的制備
        2.3.4 薄膜的離子交換
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 SPDCP-x膜的結(jié)構(gòu)表征
        2.4.2 SPDCP-x膜溶解性測(cè)試
        2.4.3 SPDCP-x的熱性能
        2.4.4 SPDCP-x的機(jī)械性能
        2.4.5 膜的IEC,吸水率和體積膨脹率
        2.4.6 SPDCP-x的抗氧化穩(wěn)定性
        2.4.7 聚合物的形貌表征
        2.4.8 SPDCP-x膜的電導(dǎo)率
        2.4.9 SPDCP-x膜的活化能
    2.5 本章小結(jié)
第三章 接枝SPDCP-x的制備及新型酸堿對(duì)傳導(dǎo)機(jī)理研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)方法
        3.2.3 磺化苯并咔唑基的聚醚砜SPDCP的合成
        3.2.4 接枝苯并咔唑基聚醚砜n-Bu-SPDCP-1.5的合成
        3.2.5 n-Bu-SPDCP-1.5膜的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 n-Bu-SPDCP-1.5膜的結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 聚合物的形貌表征
        3.3.3 聚合物的電導(dǎo)率測(cè)試
        3.3.4 多向質(zhì)子傳導(dǎo)機(jī)理的探究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷



本文編號(hào)：3810830