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)動力學等優(yōu)勢而得到廣泛研究。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）下過度吸水溶脹,機械性能差的問題,通過超電子親核取代反應(yīng)通過聯(lián)苯,N-甲基-4-哌啶酮和1,1,1-三氟丙酮的共聚設(shè)計和制造非醚型聚（芳基哌啶）,制備了部分氟化-多陽離子交聯(lián)型和自由體積增強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,多陽離子交聯(lián)可以促進親水/疏水微相分離,同時在不犧牲導(dǎo)電性的情況下減小溶脹。自由體積增強型結(jié)構(gòu)可促進膜內(nèi)微相分離的形成,構(gòu)筑彼此連通的離子傳輸通道,同時平衡膜的電導(dǎo)率、尺寸穩(wěn)定性和機械性能。主要內(nèi)容如下:通過共聚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)進行離子化。所得的AEM由于具有多陽離子結(jié)構(gòu),可促進微相分離,形成貫穿離子傳導(dǎo)通道,在80 ℃（... 

【文章來源】：大連理工大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
引言
1 文獻綜述
    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題
    1.4 陰離子交換膜研究進展
        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內(nèi)容
2 部分氟化-多陽離子交聯(lián)型聚亞芳基哌啶膜的制備及性能
    2.1 實驗部分
        2.1.1 實驗材料
        2.1.2 部分氟化-多陽離子交聯(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)備與測試方法
    2.2 化學結(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 凝膠分數(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 自由體積增強的聚亞芳基哌啶膜制備及性能
    3.1 實驗部分
        3.1.1 實驗材料
        3.1.2 膜制備過程
        3.1.3 儀器設(shè)備與測試方法
    3.2 化學結(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)新點及展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表學術(shù)論文情況
致謝



本文編號：3169379