燃料電池是在當今環(huán)境污染嚴重,能源逐漸枯竭的大環(huán)境下產(chǎn)生的一種新型能量轉化裝置,包括堿性陰離子交換膜燃料電池（AEMFC）等。堿性陰離子交換膜（AEM）是AEMFC的核心部件之一,應具有高導電率,優(yōu)異的化學穩(wěn)定性和機械性能等。氫化苯乙烯丁二嵌段聚合物（SEBS）,具有優(yōu)良的化學穩(wěn)定性,且其側苯基易于進行化學修飾引入季銨功能基團而制備AEM。在本課題組前期研究基礎上,本論文通過化學交聯(lián)構建聚合物網(wǎng)絡以及制備復合膜兩個途徑,提出兩步銨化工藝,以期進一步提高SEBS基堿性膜的導電率和化學穩(wěn)定性。通過對SEBS進行氯甲基化反應,加入芐基四甲基胍（BTMG）進行門秀金銨化反應,接著與聚四氟乙烯（PTFE,下同）微孔膜進行復合,制備SEBS-BTFE/PTFE復合膜。為進一步提高導電率,將制得的SEBS-BTMG/PTFE復合膜與三甲胺進行二次銨化反應,制備化學穩(wěn)定性高,機械性能好的復合膜（SEBS-BTMG-TMA/PTFE）。利用1H-NMR對氯甲基化SEBS的化學結構進行表征,利用FT-IR對SEBS-BTMG,SEBS-BTMG/PTFE及SEBS-BTMG-TMA/PTFE三種堿性膜的化... 

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

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻綜述
    1.1 燃料電池概述
    1.2 堿性陰離子交換膜燃料電池
    1.3 堿性陰離子交換膜研究進展
        1.3.1 芳香族主鏈堿性陰離子交換膜
        1.3.2 脂肪族主鏈堿性陰離子交換膜
        1.3.3 交聯(lián)型堿性陰離子交換膜
        1.3.4 復合型堿性陰離子交換膜
    1.4 論文選題意義及研究內(nèi)容
2 氯甲基化SEBS和芐基四甲基胍的合成及表征
    2.1 主要試劑及實驗儀器
    2.2 實驗過程
        2.2.1 氯甲基化SEBS(CMSEBS)的合成
        2.2.2 芐基四甲基胍(BTMG)的合成
    2.3 表征及測試手段
        2.3.1 化學結構表征
    2.4 結果與討論
        2.4.4 化學結構表征
    2.5 本章小結
3 復合型SEBS基堿性陰離子交換膜的制備和性能研究
    3.1 主要試劑及實驗儀器
    3.2 實驗過程
        3.2.1 SEBS-BTMG/PTFE膜的制備
        3.2.2 SEBS-BTMG-TMA/PTFE復合膜的制備
        3.2.3 SEBS-BTMG/PTFE膜與SEBS-BTMG-TMA/PTFE復合膜的堿交換
    3.3 表征及測試手段
        3.3.1 化學結構表征
        3.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)及能量色散X射線(EDX)測試
        3.3.3 離子交換容量(IEC)測試
        3.3.4 吸水率(Water Uptake,WU)測試
        3.3.5 溶脹度(Swell Degree,SD)測試
        3.3.6 導電率測試
        3.3.7 機械性能測試
        3.3.8 穩(wěn)定性測試
    3.4 結果與討論
        3.4.1 化學結構表征
        3.4.2 掃描電鏡及能量色散X射線分析
        3.4.3 IEC,吸水率,溶脹度分析
        3.4.4 導電率分析
        3.4.5 機械性能分析
        3.4.6 穩(wěn)定性分析
    3.5 本章小結
4 交聯(lián)型SEBS基堿性陰離子交換膜的制備及研究
    4.1 主要試劑及實驗儀器
    4.2 實驗過程
        4.2.1 SEBS-BTMG-DBA膜的制備
        4.2.2 SEBS-TMA膜的制備
        4.2.3 SEBS-BTMG-DBA膜和SEBS-TMA膜的堿交換
    4.3 表征及測試手段
        4.3.1 化學結構表征
        4.3.2 IEC測試
        4.3.3 吸水率(WU)測試
        4.3.4 溶脹度(SD)測試
        4.3.5 導電率測試
        4.3.6 機械性能測試
        4.3.7 穩(wěn)定性測試
        4.3.8 交聯(lián)度測試
    4.4 結果與討論
        4.4.1 化學結構表征
        4.4.2 IEC,吸水率及溶脹度分析
        4.4.3 導電率分析
        4.4.4 交聯(lián)度分析
        4.4.5 機械性能分析
        4.4.6 穩(wěn)定性分析
    4.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]淺談燃料電池陰極氧還原催化劑的研究進展[J]. 黃憶欣.  科技傳播. 2019(04)
[2]燃料電池機車與混合動力機車的研究現(xiàn)狀及發(fā)展前景[J]. 伍賽特.  鐵道機車與動車. 2019(02)
[3]一類含多磺酸結構側鏈型聚芳醚酮質(zhì)子交換膜材料的合成及性能研究[J]. 汪稱意,周遠鵬,徐常,趙曉燕,李堅,任強.  高分子學報. 2018(09)
[4]堿性陰離子燃料電池用聚（1-乙烯基咪唑-co-苯乙烯-co-對二乙烯基苯）/PTFE交聯(lián)復合膜的制備與性能研究[J]. 張鑫彪,夏子君,郭曉霞,房建華.  化工新型材料. 2015(06)
[5]聚四氟乙烯微孔膜的研究進展[J]. 李麗.  山東化工. 2014(11)
[6]燃料電池發(fā)展的歷史[J]. 鞠亞莉,楊明明,張麗媛.  黑龍江教育學院學報. 1995(02)

碩士論文
[1]基于柔性鏈聚合物陰離子交換膜的制備與性能研究[D]. 蔣奔.大連理工大學 2017



本文編號：3255017