在眾多制氫方法中,陰離子交換膜電解水(AEMWE)技術(shù)具有成本低、環(huán)境友好(不考慮電的來(lái)源)和制氫穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)受到了廣泛的關(guān)注。作為AEMWE的核心部件,陰離子交換膜(AEM)的性能對(duì)電解池的性能起著至關(guān)重要的作用。因此,開(kāi)發(fā)具有良好的離子傳導(dǎo)率和較高穩(wěn)定性的AEM具有重要意義。本論文通過(guò)一步溴烷基化反應(yīng)將柔性長(zhǎng)側(cè)鏈引入到聚(苯乙烯-co-丙烯腈)上制備了季銨化聚(苯乙烯-co-丙烯腈)陰離子交換膜。接著通過(guò)溫和可控的酸催化縮聚反應(yīng)合成了不含芳基醚鍵的聚芳靛紅聚合物基膜,改善了膜的耐堿穩(wěn)定性。為了改善膜的氫氧根離子傳導(dǎo)率,通過(guò)調(diào)控聚合物柔性側(cè)鏈長(zhǎng)度來(lái)促進(jìn)膜內(nèi)親水/疏水微相分離作用。本文通過(guò)6-溴-1-己烯和聚(苯乙烯-co-丙烯腈)的超強(qiáng)酸催化縮聚反應(yīng)合成了溴烷基化聚(苯乙烯-co-丙烯腈)材料,而后與三甲胺進(jìn)行功能化反應(yīng)制備了季銨化聚(苯乙烯-co-丙烯腈)陰離子交換膜。在測(cè)試期間,膜的溶脹度沒(méi)有變化,表現(xiàn)出良好的尺寸穩(wěn)定性�；谠撃さ碾姵卦�50°C的1 mol L^-1 KOH溶液中2.5 V時(shí)的電流密度為576mA cm^-2。為...

【文章頁(yè)數(shù)】：73 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 氫氣的生產(chǎn)方法
    1.2 電解水
        1.2.1 堿性電解水
        1.2.2 質(zhì)子交換膜電解水
        1.2.3 固體氧化物電解水
        1.2.4 陰離子交換膜電解水
    1.3 陰離子交換膜研究進(jìn)展
        1.3.1 聚芳醚類(lèi)陰離子交換膜
        1.3.2 無(wú)芳基醚鍵陰離子交換膜
        1.3.3 其它隔膜
    1.4 論文選題思路
2 季銨化聚(苯乙烯-co-丙烯腈)膜制備與電解水性能研究
    2.1 實(shí)驗(yàn)部分
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        2.1.2 溴烷基化聚(苯乙烯-co-丙烯腈)材料的制備
        2.1.3 季銨化聚(苯乙烯-co-丙烯腈)膜材料的制備
        2.1.4 膜電極組件的制備
        2.1.5 表征方法與性能測(cè)試
    2.2 膜的性能
        2.2.1 膜的離子交換容量(IEC)
        2.2.2 膜的吸水率(WU)與溶脹度(SR)
    2.3 電池性能測(cè)試
        2.3.1 電池在不同電解質(zhì)濃度下的極化性能
        2.3.2 電池在不同電壓下的電化學(xué)性能
    2.4 本章小結(jié)
3 哌啶功能化聚對(duì)三聯(lián)苯靛紅膜制備與電解水性能研究
    3.1 實(shí)驗(yàn)部分
        3.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        3.1.2 聚對(duì)三聯(lián)苯靛紅材料的制備
        3.1.3 1 -(6-溴己基)-1-甲基哌啶溴化銨的合成
        3.1.4 聚對(duì)三聯(lián)苯靛紅材料哌啶功能化
        3.1.5 哌啶功能化聚對(duì)三聯(lián)苯靛紅膜材料的制備
        3.1.6 膜電極組件的制備
        3.1.7 表征方法與性能測(cè)試
    3.2 膜的性能
        3.2.1 膜的¹HNMR
        3.2.2 膜的離子交換容量(IEC)
        3.2.3 膜的吸水率(WU)與溶脹度(SR)
        3.2.4 膜的氫氧根離子傳導(dǎo)率(HC)
        3.2.5 膜的熱穩(wěn)定性
        3.2.6 膜的機(jī)械性能
        3.2.7 膜的堿穩(wěn)定性
    3.3 電池性能測(cè)試
        3.3.1 電池在不同電解質(zhì)濃度下的極化性能
        3.3.2 電池在不同溫度下的極化性能
        3.3.3 電池在不同電壓下的電化學(xué)性能
        3.3.4 電池耐久性測(cè)試
    3.4 本章小結(jié)
4 不同側(cè)鏈修飾聚聯(lián)苯靛紅膜制備與電解水性能研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)部分
        4.1.1 實(shí)驗(yàn)藥品
        4.1.2 聚聯(lián)苯靛紅材料的制備
        4.1.3 不同鏈長(zhǎng)N-甲基哌啶溴化銨的合成
        4.1.4 不同側(cè)鏈修飾聚聯(lián)苯靛紅膜材料的制備
        4.1.5 膜電極組件的制備
        4.1.6 表征方法與性能測(cè)試制備
    4.2 膜的性能
        4.2.1 膜的¹HNMR
        4.2.2 膜的離子交換容量(IEC)
        4.2.3 膜的吸水率(WU)與溶脹度(SR)
        4.2.4 膜的氫氧根離子傳導(dǎo)率(HC)
        4.2.5 膜的熱穩(wěn)定性
        4.2.6 膜的機(jī)械性能
        4.2.7 膜的堿穩(wěn)定性
    4.3 電池性能測(cè)試
        4.3.1 電池在不同電解質(zhì)濃度下的極化性能
        4.3.2 電池在不同溫度下的極化性能
        4.3.3 電池在不同電壓下的電化學(xué)性能
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
論文創(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)：3807235