陰離子交換膜（AEMs）的性能是影響陰離子交換膜燃料電池（AEMFC）性能的主要因素,AEMs在工況條件下的耐久性已成為人們目前研究的主題之一。如何獲得耐久性能優(yōu)異的聚合物結構,克服AEMs的電導率和吸水率或機械性能之間的“trade-off”效應并滿足其應用要求,仍是目前研究中面臨的巨大挑戰(zhàn)。高電子云密度的聚苯乙烯類AEMs和N-雜環(huán)季銨（QA）鹽具有優(yōu)異的堿穩(wěn)定性,然而如何將功能陽離子有效地引入聚合物主鏈中一直是個難點。本論文分別制備了側鏈型和主鏈型N-雜環(huán)QA聚合物,并對其共混膜的各項性能進行了研究,主要內容和結論如下:（1）首先制備了炔基化哌啶及螺環(huán)季銨鹽,通過溫和,高效的“點擊化學”反應制備了側鏈型哌啶及螺環(huán)季銨鹽聚苯乙烯（PS-DMP-X和PS-ASU-X）。~1H-NMR研究表明PS-ASU-30在80℃1M NaOH CD₃OD/D₂O溶液中浸泡3000 h后無明顯新峰出現(xiàn)（除H-D交換外）,耐堿穩(wěn)定性優(yōu)異。將PS-DMP-X和PS-ASU-X分別與10 wt%的聚苯乙烯-b-聚（乙烯-co-異丁烯）-聚苯乙烯（SEBS）共混... 

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
主要符號說明
第一章 文獻綜述及選題背景
    1.1 陰離子交換膜的研究背景
        1.1.1 綠色能源與燃料電池
        1.1.2 堿性陰離子交換膜燃料電池
        1.1.3 陰離子交換膜的應用要求
    1.2 陰離子交換膜堿穩(wěn)定性的研究進展
        1.2.1 主鏈結構的堿穩(wěn)定性
        1.2.2 陽離子功能基團的堿穩(wěn)定性
    1.3 N-雜環(huán)功能基團陰離子交換膜的研究進展
        1.3.1 側鏈型N-雜環(huán)功能基團陰離子交換膜
        1.3.2 主鏈型N-雜環(huán)功能基團陰離子交換膜
    1.4 陰離子交換膜的分類及制備方法
        1.4.1 均相陰離子交換膜
        1.4.2 非均相陰離子交換膜
    1.5 本課題的研究思路及研究內容
第二章 側鏈型N-雜環(huán)功能基團聚苯乙烯的制備及其共混改性
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗主要原料及實驗儀器
        2.2.2 炔基化哌啶及螺環(huán)季銨鹽的制備及表征
        2.2.3 側鏈型哌啶及螺環(huán)季銨鹽聚苯乙烯的制備及表征
        2.2.4 共混陰離子交換膜的制備及預處理
        2.2.5 共混陰離子交換膜基本性能的表征方法
        2.2.6 PS-DMP-30和PS-ASU-30 用于H_2/O_2 燃料電池的性能測試
    2.3 結果與討論
        2.3.1 炔基化合物及側鏈型哌啶及螺環(huán)季銨鹽聚苯乙烯的結構表征
        2.3.2 側鏈型聚合物PS-DMP-30和PS-ASU-30 的堿穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性測試
        2.3.3 共混型AEMs的基本性能測試
        2.3.4 堿穩(wěn)定性
        2.3.5 共混膜機械性能表征
        2.3.6 聚合物PS-DMP-30和PS-ASU-30 用于H_2/O_2 燃料電池
    2.4 本章小結
第三章 主鏈型N-雜環(huán)功能基團聚合物的制備及其共混改性
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗主要原料
        3.2.2 N-螺環(huán)小分子季銨鹽的制備表征及堿穩(wěn)定性的測試
        3.2.3 N-螺環(huán)功能基團聚合物的制備及表征
        3.2.4 共混陰離子交換膜的制備及預處理
        3.2.5 共混陰離子交換膜的性能及燃料電池性能測試
    3.3 結果與討論
        3.3.1 N-螺環(huán)小分子季銨鹽結構表征和堿穩(wěn)定性測試
        3.3.2 聚合物的結構表征
        3.3.3 共混膜的基本性能測試
        3.3.4 熱穩(wěn)定性和機械性能表征
        3.3.5 堿穩(wěn)定性
        3.3.6 H_2/O_2 燃料電池性能及電池壽命測試
    3.4 本章小結
第四章 結論與展望
    4.1 結論
    4.2 創(chuàng)新點
    4.3 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]燃料電池概述[J]. 劉建國,孫公權.  物理. 2004(02)

博士論文
[1]質子交換膜傳遞通道理性構筑及其微環(huán)境調控研究[D]. 何光偉.天津大學 2016

碩士論文
[1]可溶性聚苯乙烯系陰離子交換聚合物的制備及其均相成膜性能研究[D]. 朱傳濤.浙江大學 2011



本文編號：3664544