近些年來(lái),聚合物電解質(zhì)燃料電池因其清潔、高效等優(yōu)點(diǎn)吸引了極大的研究興趣,并且開(kāi)展了大量的研究工作。相較于酸性質(zhì)子交換膜燃料電池,堿性燃料電池能夠使用銀、鎳、鈷等非金屬催化劑,并且具有更快的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)過(guò)程,成本低效率高,為商業(yè)化發(fā)展提供了無(wú)限潛能。氫氧根電導(dǎo)率和堿穩(wěn)定性是陰離子交換膜應(yīng)用的重要性能,然而,由于氫氧根離子自身低遷移率的限制,高電導(dǎo)的陰離子交換膜的制備與設(shè)計(jì)受到一定阻礙。同時(shí),在保證離子膜高電導(dǎo)的情況下,又具有較好的堿穩(wěn)定性更具有挑戰(zhàn)性。綜上,開(kāi)發(fā)價(jià)格低廉、同時(shí)能在苛刻的電化學(xué)條件下達(dá)到高電導(dǎo)率、合適的水膨脹和長(zhǎng)久的化學(xué)穩(wěn)定性是目前陰離子膜燃料電池商業(yè)化的巨大阻力。提高離子膜性能有多種不同的策略,例如改變功能基團(tuán)的結(jié)構(gòu)和與聚合物主鏈的相對(duì)位置、調(diào)節(jié)聚合物交聯(lián)度等,但這些策略對(duì)離子膜性能的提升并不理想。近些年來(lái),受到Nafion膜結(jié)構(gòu)的啟發(fā),利用聚合物的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)控制離子膜的微觀形貌,從而獲得高性能的離子交換膜獲得了廣泛關(guān)注,由前人的結(jié)論可知,這種基于聚合物結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)策略非常有效,因此,為了同時(shí)提高陰離子膜的氫氧根電導(dǎo)和堿穩(wěn)定性,我們對(duì)聚合物結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),主要工作為:(1)以聚苯...

【文章來(lái)源】： 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

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【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 燃料電池概述
    1.2 聚合物電解質(zhì)膜燃料電池與聚合物電解質(zhì)膜
        1.2.1 面向酸性燃料電池應(yīng)用的質(zhì)子交換膜
        1.2.2 面向堿性燃料電池應(yīng)用的陰離子交換膜
    1.3 陰離子交換膜的功能基團(tuán)設(shè)計(jì)
        1.3.1 基于季胺陽(yáng)離子基團(tuán)的陰離子交換膜
        1.3.2 基于咪唑陽(yáng)離子基團(tuán)的陰離子交換膜
        1.3.3 其他新型陽(yáng)離子功能基團(tuán)
    1.4 陰離子交換膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        1.4.1 主鏈型陰離子交換膜
        1.4.2 嵌段型陰離子交換膜
        1.4.3 側(cè)鏈型陰離子交換膜
    1.5 本文研究思路與研究?jī)?nèi)容
第二章 側(cè)鏈咪唑型聚合物的制備及表征
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.2.2 咪唑功能化的對(duì)氯甲基苯乙烯單體(VBC-DIm)的制備
        2.2.3 低溴化度聚苯醚(BPPO)的制備
        2.2.4 側(cè)鏈咪唑型聚合物的制備
        2.2.5 側(cè)鏈咪唑型聚合物的溶解性探索
        2.2.6 側(cè)鏈咪唑型聚合物的成膜性探索
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 側(cè)鏈咪唑型聚合物的合成
        2.3.2 側(cè)鏈咪唑型聚合物的結(jié)構(gòu)表征
        2.3.3 側(cè)鏈咪唑型聚合物的溶解性
        2.3.4 側(cè)鏈咪唑型聚合物的成膜性
    2.4 本章小結(jié)
第三章 側(cè)鏈咪唑型陰離子膜的制備與表征
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)原料
        3.2.2 側(cè)鏈咪唑型陰離子交換膜的制備
        3.2.3 側(cè)鏈咪唑型陰離子交換膜的性能表征
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 陰離子膜的制備
        3.3.2 離子膜的離子交換容量(IEC)和含水率(WU)
        3.3.3 離子膜的氫氧根離子電導(dǎo)
        3.3.4 離子膜的微觀形貌
        3.3.5 離子膜的熱穩(wěn)定性
        3.3.6 離子膜的堿穩(wěn)定性
    3.4 本章小結(jié)
第四章 全文結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果



本文編號(hào)：3545264