質子交換膜燃料電池是一種高效綠色的能源轉換裝置,氣體擴散層是其中的重要構件。碳紙是一種常見的氣體擴散層基底材料,其結構與性能影響著質子交換膜燃料電池的性能。本文對碳纖維進行了兩親改性,進一步制備碳紙,研究了表面處理對碳紙性能的影響。本文使用PAN基碳纖維為原料,利用氫氧化鈉溶液對碳纖維進行清洗,之后利用鉻酸溶液在室溫下對碳纖維進行氧化處理,產(chǎn)生親水性官能團,在此基礎上,在保留部分親水性官能團的同時,對碳纖維進一步反應引入親油性官能團,制備出一種兩親性碳纖維。利用上述幾種碳纖維經(jīng)歷分散、抄紙、浸漬樹脂、固化成型、碳化、石墨化等工藝流程,制備出質子交換膜燃料電池用碳紙。利用冷場掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉變換紅外光譜、X射線光電子能譜儀(XPS)分析了表面處理對碳纖維表面形貌及官能團的影響。利用差熱掃描量熱儀(DSC)分析了實驗所用酚醛樹脂的熱性能;激光共焦掃描成像拉曼光譜儀分析了碳紙的石墨化程度;臺式掃描電鏡分析了碳紙的表面形貌;萬能拉伸試驗機分析了碳紙的力學性能;四探針電阻測試儀測試了碳紙的導電性。研究發(fā)現(xiàn):(1)以鉻酸溶液為氧化劑,在室溫下對堿清洗后的碳纖維氧化處理10 min,...

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【學位級別】：碩士

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圖1-1PEMFC結構，其中1，9：雙極板；2，8：墊圈；3，7：氣體擴散層；4，6：催化層；5：質子交換膜

天津工業(yè)大學碩士學位論文4圖1-1PEMFC結構，其中1，9：雙極板；2，8：墊圈；3，7：氣體擴散層；4，6：催化層；5：質子交換膜Fig.1-1ThestructureofPEMFC,inwhich1,9:bipolarplate;2,8:gasket;3,7:gasdiff....

圖1-2PEMFC的工作原理

第一章緒論5圖1-2PEMFC的工作原理Fig.1-2TheoperatingprincipleofPEMFCPEMFC的工作原理如圖1-2所示，分別對陽、陰電極及電池總的反應原理進行分析[12,17]。（1）陽極。氫氣通過雙極板上的流道場輸送至催化層，失去電子，形成H+。電子離....

圖2-1四探針電阻測試儀原理

第二章實驗原料、實驗設備及分析測試方法使用美國FourDimension,Inc.公司280SI型號四探針電阻測試儀對測量碳紙的面電阻，以分析碳紙導電性的規(guī)律。四探針電阻測試儀大多測試半導體材料的電阻和方塊電阻（薄層電阻），其可以直接在主機上顯示電阻的測量數(shù)值....

圖3-1碳纖維表面親水改性機理Fig.3-1Themechanismofhydrophilicmodificationmechanismoncarbonfibers

天津工業(yè)大學碩士學位論文22性官能團，得到一種兩親性碳纖維。利用兩親性碳纖維制備碳紙，既有利于在水中碳纖維能夠均勻分散，又有利于碳纖維與酚醛樹脂的界面粘結性能，以滿足碳紙制備過程中對碳纖維的多種需求。3.2實驗3.2.1碳纖維的表面親水改性配制3mol/L氫氧化鈉水溶液，將碳纖維....

本文編號：3922350