陰離子交換膜燃料電池（AEMFCs）具有可使用非貴金屬催化劑、氧化還原過電位低等優(yōu)勢而得到廣泛關(guān)注和研究。陰離子交換膜（AEMs）作為燃料電池的核心部件,面臨電導(dǎo)率低和穩(wěn)定性較差的缺點(diǎn)限制了其實(shí)際應(yīng)用。本論文基于改善在低離子交換容量（IEC）下微相分離不徹底、電導(dǎo)率較低的問題,從膜內(nèi)自由體積調(diào)控的角度出發(fā),采用共混和擴(kuò)鏈兩條實(shí)驗(yàn)路線,利用具有高自由體積特性的自具微孔聚合物（PIM）在膜內(nèi)構(gòu)筑微孔,增大自由體積,促進(jìn)微相分離強(qiáng)化在低IEC水平下的氫氧根離子傳導(dǎo),實(shí)現(xiàn)電導(dǎo)率與穩(wěn)定性的相互平衡,主要研究內(nèi)容如下:1.PIM共混。利用共混法在膜內(nèi)構(gòu)筑微孔,離子化聚砜作為膜的主要組成部分,低離子化程度的PIM作為共混組分,制備梯度PIM含量的共混型AEMs（MmPSF/MmPIM-X）。對比試驗(yàn)MmPSF膜在30℃下電導(dǎo)率為11.5 mS cm^-1,BET比表面積(S^BET)僅為41 m² g^-1。而經(jīng)過PIM共混改性后,S^BET增大到119 m² g^-1... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻(xiàn)綜述
    1.1 燃料電池
        1.1.1 燃料電池概述
        1.1.2 燃料電池分類
    1.2 聚合物電解質(zhì)燃料電池
    1.3 陰離子交換膜
        1.3.1 陰離子交換膜的使用要求
        1.3.2 陰離子交換膜的化學(xué)組成與傳遞機(jī)理
    1.4 陰離子交換膜研究進(jìn)展
        1.4.1 高IEC與交聯(lián)結(jié)合
        1.4.2 嵌段主鏈構(gòu)造微相分離
        1.4.3 側(cè)鏈接枝構(gòu)造微相分離
        1.4.4 自由體積促進(jìn)離子傳導(dǎo)
    1.5 自具微孔聚合物在AEMs中的應(yīng)用
    1.6 選題意義及本文研究內(nèi)容
2 PIM共混改性聚砜基陰離子交換膜的制備及性能
    2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.2 PIM共混型AEMs的制備
        2.1.3 非離子化PIM型共混膜制備
        2.1.4 儀器設(shè)備與測試方法
    2.2 化學(xué)結(jié)構(gòu)分析
        2.2.1 單體的核磁表征
        2.2.2 BrPIM和 MmPIM的核磁表征
        2.2.3 CMPSF和 MmPSF的核磁表征
        2.2.4 BrPIM和 MmPIM的紅外表征
    2.3 自由體積研究
2 吸附測試">        2.3.1 N₂ 吸附測試
        2.3.2 差示掃描量熱法測試
        2.3.3 丙酮吸附測試
    2.4 微觀形貌研究
        2.4.1 透射電子顯微鏡測試
        2.4.2 掃描電子顯微鏡測試
        2.4.3 小角度X射線測試
    2.5 共混膜的性能研究
        2.5.1 電導(dǎo)率和IEC
        2.5.2 吸水率和溶脹率
        2.5.3 熱穩(wěn)定性
        2.5.4 機(jī)械性能
        2.5.5 堿穩(wěn)定性
        2.5.6 電池性能
    2.6 本章小結(jié)
3 PIM擴(kuò)鏈改性聚砜基陰離子交換膜的制備及性能
    3.1 實(shí)驗(yàn)部分
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        3.1.2 PIM擴(kuò)鏈型AEMs的制備
        3.1.3 聚砜型AEMs制備
        3.1.4 PSK擴(kuò)鏈型AEMs的制備
        3.1.5 儀器設(shè)備與測試方法
    3.2 化學(xué)結(jié)構(gòu)分析
        3.2.1 F-PSF和 OH-PIM的核磁表征
        3.2.2 PIM-b-PSF,CM-PIM-b-PSF和 DMBA-PIM-b-PSF的核磁表征
        3.2.3 PIM氯甲基化前后結(jié)構(gòu)核磁表征
        3.2.4 DMBA-PSF的核磁表征
        3.2.5 聚合物的分子量及分布
    3.3 擴(kuò)鏈反應(yīng)前后自由體積變化
2吸附測試">        3.3.1 N₂吸附測試
        3.3.2 差示掃描量熱法測試
    3.4 微觀形貌研究
        3.4.1 透射電子顯微鏡測試
        3.4.2 小角度X射線衍射測試
    3.5 擴(kuò)鏈反應(yīng)前后膜性能研究
        3.5.1 電導(dǎo)率和IEC
        3.5.2 吸水率和溶脹率
        3.5.3 熱穩(wěn)定性
        3.5.4 機(jī)械性能
        3.5.5 堿穩(wěn)定性
        3.5.6 電池性能
    3.6 自由體積與嵌段效應(yīng)探究
    3.7 本章小結(jié)
結(jié)論
創(chuàng)新點(diǎn)及展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號：2898384