陰離子交換膜燃料電池（AEMFC）由于具有成本低廉,能量轉(zhuǎn)換效率高和更快的電極反應(yīng)動(dòng)力學(xué)等優(yōu)勢(shì)而得到廣泛研究。陰離子交換膜（AEM）是AEMFC的關(guān)鍵成分,但AEM的氫氧化物電導(dǎo)率低,堿穩(wěn)定性差,從而限制了其實(shí)際應(yīng)用。本論文基于聚亞芳基哌啶膜高離子交換容量（IEC）下過(guò)度吸水溶脹,機(jī)械性能差的問(wèn)題,通過(guò)超電子親核取代反應(yīng)通過(guò)聯(lián)苯,N-甲基-4-哌啶酮和1,1,1-三氟丙酮的共聚設(shè)計(jì)和制造非醚型聚（芳基哌啶）,制備了部分氟化-多陽(yáng)離子交聯(lián)型和自由體積增強(qiáng)型兩種陰離子交換膜結(jié)構(gòu)。部分氟化的骨架可以抑制膜溶脹,多陽(yáng)離子交聯(lián)可以促進(jìn)親水/疏水微相分離,同時(shí)在不犧牲導(dǎo)電性的情況下減小溶脹。自由體積增強(qiáng)型結(jié)構(gòu)可促進(jìn)膜內(nèi)微相分離的形成,構(gòu)筑彼此連通的離子傳輸通道,同時(shí)平衡膜的電導(dǎo)率、尺寸穩(wěn)定性和機(jī)械性能。主要內(nèi)容如下:通過(guò)共聚1,1,1-三氟丙酮、N-甲基-4-哌啶酮、聯(lián)苯合成主鏈結(jié)構(gòu)（PBPiA）與交聯(lián)劑N1,N6-雙（6-溴己基）-N1,N1,N6,N6-四甲基己烷-1,6-溴化二銨（NBNTD）反應(yīng)進(jìn)行離子化。所得的AEM由于具有多陽(yáng)離子結(jié)構(gòu),可促進(jìn)微相分離,形成貫穿離子傳導(dǎo)通道,在80 ℃（... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻(xiàn)綜述
    1.1 燃料電池
        1.1.1 燃料電池概述
        1.1.2 燃料電池分類
    1.2 聚合物電解質(zhì)膜燃料電池
    1.3 陰離子交換膜
        1.3.1 陰離子交換膜的研究概述
        1.3.2 陰離子交換膜所面臨問(wèn)題
    1.4 陰離子交換膜研究進(jìn)展
        1.4.1 膜內(nèi)微觀結(jié)構(gòu)的調(diào)控
        1.4.2 平衡電導(dǎo)率與機(jī)械性能
        1.4.3 提升膜堿穩(wěn)定性
    1.5 選題意義及本文研究?jī)?nèi)容
2 部分氟化-多陽(yáng)離子交聯(lián)型聚亞芳基哌啶膜的制備及性能
    2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.2 部分氟化-多陽(yáng)離子交聯(lián)型陰離子膜的制備
        2.1.3 官能化離子膜的制備
        2.1.4 儀器設(shè)備與測(cè)試方法
    2.2 化學(xué)結(jié)構(gòu)分析
        2.2.1 交聯(lián)劑NBNTD的核磁表征
        2.2.2 聚合物主鏈PBPiA的核磁表征
        2.2.3 qPBPiA和cqPBPiA的紅外表征
    2.3 凝膠分?jǐn)?shù)(GF)
    2.4 微觀形貌研究
    2.5 離子膜的性能研究
        2.5.1 離子電導(dǎo)率
        2.5.2 IEC、吸水率和溶脹率
        2.5.3 熱穩(wěn)定性
        2.5.4 機(jī)械性能
        2.5.5 堿穩(wěn)定性
        2.5.6 電池性能
    2.6 本章小結(jié)
3 自由體積增強(qiáng)的聚亞芳基哌啶膜制備及性能
    3.1 實(shí)驗(yàn)部分
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料
        3.1.2 膜制備過(guò)程
        3.1.3 儀器設(shè)備與測(cè)試方法
    3.2 化學(xué)結(jié)構(gòu)分析
        3.2.1 聚合物主鏈PBPiA和PBPiA-AdA-71膜的核磁表征
        3.2.2 差示掃描量熱(DSC)分析
    3.3 微觀形貌
    3.4 碘甲烷和金剛烷離子化膜性能研究
        3.4.1 電導(dǎo)率和IEC
        3.4.2 吸水率和溶脹率
        3.4.3 熱穩(wěn)定性
        3.4.4 機(jī)械性能
        3.4.5 堿穩(wěn)定性
        3.4.6 電池性能
    3.5 本章小結(jié)
結(jié)論
創(chuàng)新點(diǎn)及展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝



本文編號(hào)：3169379