陰離子交換膜（AEM）的結構和性能直接決定著燃料電池（FC）的性能、能量轉化效率和使用壽命,同時對降低電池成本、減少電池內阻等至關重要。目前,AEM的種類很多,但是面臨著離子傳導率較低和堿性穩(wěn)定性較差這兩大難題。針對于這兩個問題,本文設計制備了兩大類UV可交聯(lián)的高季銨化主鏈型和側鏈型的高密度離子簇光敏性聚芳醚砜AEM,并探討了AEM的結構和交聯(lián)度等對膜的微相結構和AEM的性能的影響,制備出綜合性能良好的AEM。合成了氯甲基化率為200%的聚芳醚砜（CMPSF200）,通過控制4-羥基查爾酮（4-HC）含量,合成了在側鏈上部分接入查爾酮的一系列光敏性聚芳醚砜（CMPSF200-HCx）,并通過~1H NMR、FT-IR和UV-Vis對其結構進行表征。CMPSF200-HCx系列聚合物具有良好的光敏性,在340 nm處有最大吸收峰,在UV照射下,在聚合物側鏈上查爾酮結構中的>C=C<發(fā)生[2+2]光化學反應而形成交聯(lián)結構,交聯(lián)度最大可達到82.3%。CMPSF200-HCx聚合物經過季銨化、堿性化制備了一系列高季銨化主鏈型光交聯(lián)聚芳醚砜AEM（QCMPSF200-HCx）。再將... 

【文章頁數】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 燃料電池
    1.3 陰離子交換膜燃料電池(AEMFC)
    1.4 陰離子交換膜
    1.5 陰離子交換膜的降解
        1.5.1 陽離子基團降解
        1.5.2 主鏈骨架的降解
    1.6 陰離子交換膜改性
        1.6.1 交聯(lián)改性
        1.6.2 引入側鏈型陽離子基團
        1.6.3 嵌段改性
        1.6.4 構建區(qū)域高密度離子簇
        1.6.5 復合改性
        1.6.6 引入金屬鹽型陽離子基團
        1.6.7 聚離子液體陰離子交換膜
    1.7 本課題選題意義和創(chuàng)新點
第二章 光敏性聚芳醚砜(CMPSF200-HCx)的合成與表征
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗原料與試劑
        2.2.2 表征及測試方法
        2.2.3 4-羥基查爾酮(4-HC)的合成
        2.2.4 氯甲基化聚芳醚砜(CMPSF200)的合成
        2.2.5 光敏性氯甲基化聚芳醚砜(CMPSF200-HCx)的合成
    2.3 結果與討論
        2.3.1 4-HC的合成與表征
        2.3.2 CMPSF200的合成與表征
        2.3.3 CMPSF200-HCx的合成與表征
        2.3.4 CMPSF200-HCx的光敏性
    2.4 本章小結
第三章 高季銨鹽型光敏性聚芳醚砜陰離子交換膜的制備與性能測試
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗原料與試劑
        3.2.2 表征及測試方法
        3.2.3 QCMPSF200-HCx系列陰離子交換膜的制備
        3.2.4 cQCMPSF200-HCx系列陰離子交換膜的制備
    3.3 結果與討論
        3.3.1 QCMPSF200-HCx陰離子交換膜的制備與表征
        3.3.2 溶解性能測試
        3.3.3 IEC值的測定
        3.3.4 吸水率與溶脹率的測試
        3.3.5 水合常數λ
        3.3.6 表面形貌
        3.3.7 離子傳導率
        3.3.8 堿性穩(wěn)定性
        3.3.9 熱穩(wěn)定性
        3.3.10 機械性能
    3.4 本章小結
第四章 含長烷基鏈高密度離子簇光敏性聚芳醚砜陰離子交換膜的制備與性能測試
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗原料與試劑
        4.2.2 表征及測試方法
        4.2.3 離子液體(1-(N',N'-Dimethylamino)-6-(N,N,N-trimethylammonium)dodecane Bromide,NC6NC6Br)的合成
        4.2.4 QCMPSF200-HC70-NC6NC6OH陰離子交換膜的制備
        4.2.5 cQCMPSF200-HC70-NC6NC6OH交聯(lián)型陰離子交換膜的制備
    4.3 結果與討論
        4.3.0 NC6NC6Br的合成與表征
        4.3.1 QCMPSF200-HC70-NC6NC6Br的合成與表征
        4.3.2 溶解性能測試
        4.3.3 IEC值的測定
        4.3.4 吸水率和溶脹率的測試
        4.3.5 水合常數λ
        4.3.6 表面形貌
        4.3.7 離子傳導率
        4.3.8 堿性穩(wěn)定性
        4.3.9 熱穩(wěn)定性
        4.3.10 機械性能
    4.4 本章小結
結論
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄



本文編號：3676281