文档介绍：新型聚倍半硅氧烷基酸碱无水质子交换膜的制备与性能研究湖南大学博士学位论文学校代号:学号:密级:
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储虢哞埒吼冽拢巳醐:冽/祁刖日期:沙年耭学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书湖南大学⒈C芸冢凇!D杲饷芎笫视帽臼谌ㄊ椤本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。’除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇⒉槐C芪А请在以上相应方框内打“√”编本学位论文。本学位论文属于作者签名:导师签名:
摘要表征了其分子结构。通过云涠厦嫘蚊步辛朔治觥表明这种类质子交换膜燃料电池是第五代燃料电池,相对于其他燃料电池具有转化效率高、启动快、比功率和比能量高等优点,是公认的最有发展前景的电化学能量转化装置之一,非常适宜用做便携式电源和分散型电站。质子交换膜作为其关键部件之一,直接影响到其制作成本及工作效率。研究低成本、高效率的质子交换膜将会对质子交换膜燃料电池的大规模应用产生巨大的推进作用。杂化材料是近年来材料研究的热点之一,它将有机物和无机物的优点相结合,因此具备普通材料所不具备的优异性能。而聚倍半硅氧烷是杂化材料中非常重要的一类,。聚倍半硅氧烷基材料通常具有耐热性好、耐腐蚀性强、易于功能化等优点,将其应用于高温质子交换膜领域是一项既有意义也富有挑战性的工作。,并对其各种性能进行了研究,尤其对其质子传导机理进行了深入的阐释,具体内容如下:,ü鼺云浠Ы峁菇辛吮碚鳌U庵炙幔钚驮踊首咏换荒ぞ哂辛己的热稳定性叽℃诓煌奈露确段诒硐殖霾煌牡绲悸省9庋微镜和治龇⑾諴瓾ぶ性簧闪舜罅康哪擅琢W印和分析表明此种纳米颗粒的表面富集了软性的有机链段。腞分析表明加水量越少,.膜的粗糙度越大,并且质子电导率越高。,其质子电导率也对粗糙度和加水量并不敏感。以上结果均表明,.膜较高的电导率是由于硫酸本身的电离能力较强,,并且为在交联型无水质子交换膜中构造有效的质子传递通道提供了一种方法。首先通过环氧基团的开环反应制备了一种有机链段含有三唑基团的新型硅氧烷单体,ü型的质子交换膜在嫦履芄晃榷üぷ鳌K心さ闹首拥绲悸识晕露榷汲氏殖阿尔尼乌斯形!Dさ闹首拥绲悸仕孀潘岷康脑黾佣黾樱孀温度的升高而升高。在无水环境中,.×五与玈/。Ⅱ
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明,加入的磷酸破坏了原有的那饧纾ǜ佑欣谌蚧返娜∠颍而促进了质子的跳跃。在校嘤嗟牧姿峄岵扒的作用,也有利于质子的有效传递。∧ぁS肍碚髁似浠Ы峁梗⒀芯苛似涑赡ば杂胨岷恐间的关系。.畑盗兄首咏换荒ぞ哂蟹浅:玫娜任榷ㄐ裕芄辉℃下稳定工作。此系列膜的无水质子电导率与温度之间的关系呈现出阿尔尼乌斯行为。当看ピ黾拥ナ保首拥绲悸手枞幌陆怠Mü鼳与分析发现,吭ズナ保ぶ谐鱿至私洗蟪叨鹊南喾掷搿U庵窒窒不仅导致了膜质子电导率的下降,也导致了膜的机械性能出现了较大程度的下降。以上结果均表明,吭%时,有利于提高体系酸含量、成膜性和机械性能,而且对质子电导率的影响较小。以为单体,,也能够在潮湿环境中使用的“双栖首咏换膜。此种新型的质子交换膜由三个部分构成:;℃下稳定。断面砻刖酃柩跬橹湓赑含量较高时会发生一个相转变。此系列膜的质子电导率均在无水和有水两种环境中进行了测量。在℃到嬷洳馐粤擞兴子电导率,未经水浸泡和经水浸泡过后的膜的质子电导率分别在~和痗段凇T诟稍锘肪持℃时,这些膜的质子电导率在痗段凇R陨辖峁砻魉媚ぴ谖匏陀兴肪诚戮硐殖鼋好的质子电导率,有潜力应用于聚合物电解质燃料电池中,因此也称之为“双栖质子交换膜”。关键词:质子交换膜;聚倍半硅氧烷;溶胶一凝胶法;磷酸;杂化材料;燃料电池~.博