堿性陰離子交換膜燃料電池（AAEMFCs）因其在堿性條件下更快的陰極氧還原動力學(xué)和非貴重金屬催化劑的使用等優(yōu)點而被廣泛研究。陰離子交換膜（AEM）作為AAEMFCs的重要組成部分,起著阻隔燃料和氧化劑,同時傳導(dǎo)陰離子和水分子的作用。然而,在保持高離子交換容量和尺寸穩(wěn)定性之間的平衡的同時獲得較好的耐堿穩(wěn)定性和高的離子傳導(dǎo)率仍然是一個挑戰(zhàn)。離子傳導(dǎo)率是AEM的一個重要的參數(shù),離子傳導(dǎo)率的高低和離子交換能力、水含量和離子交換容量（IEC）有關(guān)。膜的堿性穩(wěn)定性是評價其應(yīng)用性能的另外一個重要參數(shù),耐堿穩(wěn)定性的好壞和聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)有關(guān)。為了制備高離子傳導(dǎo)率和較好耐堿穩(wěn)定性同時尺寸穩(wěn)定性良好的AEM,本文設(shè)計合成了兩種基于開環(huán)易位型（ROMP）苯并降冰片二烯的多咪唑陽離子功能化自交聯(lián)型三嵌段共聚物膜。通過苯并降冰片二烯衍生物單體的雙側(cè)鏈結(jié)構(gòu)引進多咪唑陽離子,同時通過嵌段聚合方式及主側(cè)鏈親水/疏水結(jié)構(gòu)的設(shè)計來構(gòu)建微相分離結(jié)構(gòu)以提高AEM的離子傳導(dǎo)率。全碳的主鏈結(jié)構(gòu)以及堿性條件下的自交聯(lián)結(jié)構(gòu)保證了 AEM的尺寸穩(wěn)定性和耐堿穩(wěn)定性。具體工作如下:（1）合成了幾種不同的鹵代苯并降冰片二烯單體。用1,2-二... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１?ＰＥＭＦＣ和ＡＥＭＦＣ的結(jié)構(gòu)示意圖

?第一章引言???ＯＨ??々。－—??＾－Ｎ?ｔ．?－?Ｎ?．??！?，丨、??〇Ｈ?Ｆ?Ｆ?〇Ｈ?ＯＨ?，〇？＇??－＜＾〇－??－ｒ?個?個?個??ｌｅｓｓ?ｓｔａｂｌｅ?＾?？?ｍｏｒｅ?ｓｔａｂｌｅ??圖１．３含雜原子聚合物主鏈的降解機理。??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?ｔｈｅ?ｃｌｅａｖａｇｅ?ｏｆ?ａｒｙｌ?ｅｔｈｅｒ?ｂａｃｋｂｏｎｅ．??除了聚合物主鏈，起陰離子傳導(dǎo)作用的陽離子功能基團是ＡＥＭ的另外一個??重要組成。目前，己經(jīng)有很多種類型的陽離子基團應(yīng)用到了?ＡＥＭ。主要陽離子??功能基團有以下幾種：季銨離子［２９，３（）］、咪唑離子［３１，３２］、吡啶離子［３３］、胍基離子??［３４］、季硫離子［３５］、季磷離子［３６］、嗎啉離子［３７］、三唑鎗離子［３８］以及金屬陽離子為??中心的離子傳導(dǎo)基團［３９，４（）］，具體見圖１．４。其中季銨離子和咪唑離子是目前研宄??最多的兩個種陽離子。季銨離子因為其較高的傳導(dǎo)率而被廣泛研宄，然而，季??銨離子在熱堿性條件下容易發(fā)生Ｈｏｆｔｎａｎｎ消除反應(yīng)和親核取代反應(yīng)而降解，從??而降低了?ＡＥＭ的性能。而咪唑基團上存在Ｔｔ－Ｔｉ共軛結(jié)構(gòu)，由于正電荷的離域，??正電荷被分散，從而減弱了?ＯＩＴ的進攻，因而有較好的堿性穩(wěn)定性。嚴峰等［３１］??對咪唑離子的耐堿穩(wěn)定性進行了研宄，研宄表明Ｃ２位置被取代的咪唑陽離子有??較好的耐堿穩(wěn)定性�；谏鲜鼋Y(jié)果，本文將以Ｃ２位置被取代的咪唑陽離子為離??子傳導(dǎo)基團。除了聚合物骨架和陽離子基團，可移動的陰離子也是陰離子交換??膜工作不可缺少的一部分。當(dāng)前，以ＯＩＴ離子為傳導(dǎo)電荷的堿性陰離子交換膜??（

膜電極。將膜電極放入單電池中，單電池??組裝完成。通過國產(chǎn)的昆山桑萊特Ｈ２／０２燃料電池測試系統(tǒng)測試其單電池性能。??電池測試溫度為６０?°Ｃ，濕度為１００％，其中Ｈ２和０２氣流為２００?ｍＬ?ｍｉｎ＇??２．４結(jié)果與討論??２．４．１單體和聚合物的結(jié)構(gòu)??＇在ｄ??３?Ｃ??Ｉ?ｅ??Ｊｕｌ?ＪＵｌ．?．?ｉｌ?Ｉ，??７．５?７．０?６．５?６．０?５．５?５．０?４．５?４．０?３．５?３．０?２．５?２．０?１．５?１．０?０．５?０．０??６?（ｐｐｍ）??圖２．３降冰片烯并環(huán)己二酮單體（ＮＢ－Ｄｉｏｎｅ）的１ＨＮＭＲ。??Ｆｉｇｕｒｅ?２．３?＇Ｈ?ＮＭＲ?ｓｐｅｃｔｒａ?ｏｆ?ＮＢ－Ｄｉｏｎｅ?ｍｏｎｏｍｅｒ．??新解聚的環(huán)戊二烯和１，４－苯醌在低溫條件下通過Ｄｉｅｌｓ－Ａｌｄｅｒ加成反應(yīng)合成??了?ＮＢ－Ｄｉｏｎｅ單體。圖２．３是ＮＢ－Ｄｉｏｎｅ單體的巾ＭＮＲ曲線。其中６．５１?ｐｐｍ處??為Ｃ＝Ｃ雙鍵Ｈａ處的化學(xué)位移，而６．０?ｐｐｍ處為Ｃ＝Ｃ雙鍵Ｈｂ處的化學(xué)位移。??１．３５－１．５５?ｐｐｍ為降冰片煉橋上Ｈｅ處的氧的化學(xué)位移，３．１８?ｐｐｍ和３．４９?ｐｐｍ為??１＾和Ｈ。處的化學(xué)位移。上述結(jié)果表明ＮＢ－Ｄｉｏｎｅ單體成功合成。??２４??


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