陰離子交換膜燃料電池(AEMFCs)由于其優(yōu)越的離子傳導率,特別是非貴金屬的使用受到越來越多的關(guān)注,AEMFCs不僅在堿性條件下有快的反應動力學,而且具有低的甲醇滲透率。陰離子交換膜作為燃料電池的重要組成部分,應該具有優(yōu)良的熱力學性能、機械強度以及出色的電性能。聚降冰片烯具有優(yōu)良的機械強度、出色的化學穩(wěn)定性和較低的甲醇滲透率。在聚降冰片烯側(cè)鏈上接枝咪唑陽離子基團既可以提高膜的離子傳導率,又能增強膜的抗堿穩(wěn)定性。本文針對陰離子交換膜抗堿穩(wěn)定性、離子傳導率以及聚降冰片烯加工性問題,設計并合成側(cè)鏈帶咪唑功能化的降冰片烯單體,并與環(huán)氧功能化的降冰片烯單體制備成一系列的無規(guī)共聚物,然后以聚合物為基體制備陰離子交換膜,得到的陰離子交換膜具有良好的電化學性能,然后通過改變聚合物主鏈結(jié)構(gòu)得到嵌段共聚物進一步提高陰離子交換膜的離子傳導率。具體如下:(1)使用Grubbs’2nd催化劑催化環(huán)氧功能化降冰片烯(NB-MGE)和咪唑功能化降冰片烯([NB-Im][Br])的開環(huán)易位聚合,制備了不同咪唑功能化單體的插入率的降冰片烯無規(guī)共聚物(rP(NB-MGE-co-[NB-Im][Br])-x x=6.6,1...

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 概論
    1.2 陰離子交換膜陽離子功能基團的選擇
    1.3 陰離子交換膜
    1.4 咪唑型陰離子交換膜
        1.4.1 聚苯醚類
        1.4.2 聚砜類
        1.4.3 聚酮類
        1.4.4 聚苯并咪唑類
        1.4.5 聚烯烴類
    1.5 聚降冰片烯在陰離子交換膜(AEMS)中的應用
        1.5.1 加成型聚降冰片烯基陰離子交換膜
        1.5.2 開環(huán)易位型聚降冰片烯基陰離子交換膜
    1.6 課題的提出、意義及研究思路
第2章 環(huán)氧功能化與咪唑功能化降冰片烯無規(guī)共聚物及其堿性陰離子交換膜的制備及性能
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 主要原料與試劑
        2.2.2 實驗儀器
        2.2.3 實驗試劑的預處理
        2.2.4 單體以及聚合物的合成
        2.2.5 無規(guī)共聚物陰離子交換膜的制備及堿化處理
    2.3 實驗表征
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 單體和無規(guī)共聚物的結(jié)構(gòu)
        2.4.2 環(huán)氧功能化與咪唑功能化降冰片烯無規(guī)共聚物的熱學性能
        2.4.3 環(huán)氧功能化與咪唑功能化降冰片烯無規(guī)共聚物的廣角X射線衍
        2.4.4 環(huán)氧功能化與咪唑功能化降冰片烯無規(guī)共聚物的溶解性與成膜性
        2.4.5 陰離子交換膜表面形貌
        2.4.6 陰離子交換膜內(nèi)部結(jié)構(gòu)
        2.4.7 陰離子交換膜的機械性能
        2.4.8 陰離子交換膜吸水率
        2.4.9 陰離子交換膜離子交換容量(IEC)和甲醇滲透率
        2.4.10 陰離子交換膜離子傳導率和抗堿穩(wěn)定性
        2.4.11 陰離子交換膜離單電池性能
    2.5 本章小結(jié)
第3章 環(huán)氧功能化與咪唑功能化降冰片烯嵌段共聚物及其堿性陰離子交換膜性能
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 主要原料與試劑
        3.2.2 實驗儀器
        3.2.3 實驗試劑的預處理
        3.2.4 單體以及聚合物的合成
        3.2.5 嵌段共聚物陰離子交換膜的制備及堿化處理
    3.3 實驗表征
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 環(huán)氧功能化與咪唑功能化降冰片烯嵌段共聚物的結(jié)構(gòu)
        3.4.2 環(huán)氧功能化與咪唑功能化降冰片烯嵌段共聚物的熱學性能
        3.4.3 環(huán)氧功能化與咪唑功能化降冰片烯嵌段共聚物的廣角X射線衍射
        3.4.4 環(huán)氧功能化與咪唑功能化降冰片烯嵌段共聚物的溶解性與成膜性
        3.4.5 陰離子交換膜表面形貌
        3.4.6 陰離子交換膜內(nèi)部結(jié)構(gòu)
        3.4.7 陰離子交換膜的機械性能
        3.4.8 陰離子交換膜吸水率
        3.4.9 陰離子交換膜的離子交換容量(IEC)和甲醇滲透率
        3.4.10 陰離子交換膜離子傳導率和耐堿穩(wěn)定性的分析
        3.4.11 陰離子交換膜離單電池性能
    3.5 本章小結(jié)
第4章 總結(jié)與展望
    4.1 總結(jié)
    4.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀學位期間的研究成果



本文編號：3812195