文档介绍：:王连军教授陈守文副教授博士学位论文作者:张轩南京理工大学年月
’
西.
声明学位论文使用授权声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果,尽我所知,在本学位论文中,除了加以标注和致谢的部分外,不包含其他人已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。年月南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档,可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容,可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文,按保密的有关规定和程序处理。研究生签名:日年月
摘要率ヴ、电池阻抗、耐久性等多项指标。畲笫涑龉β剩リ质子交换膜燃料电池琍作为一种新型的清洁能源装置越来越受到全球范围内的广泛关注。它具有能量转换率高,低噪音,对环境友好等特点,目前已经逐渐用于移动设备,手提电脑,家居供暖以及车辆运输等多个领域。质子交换膜琍是械暮诵牟考之一,它不仅将电池两极分隔开,而且提供了质子传递的媒介,决定着电池性能。目前燃料电池中用的,如美国杜邦公司生产的全氟磺酸膜,具有质子导电性好,化学稳定性高,使用寿命长等优点。但由于其成本昂贵,玻璃化转变温度低,以及甲醇渗透率高等缺点,限制了进一步的实际应用。因此,开发出综合性能高且成本低廉的新型质子交换膜尤其是芳香族成为近年来的研究热点。一些常见的芳香族主要包括磺化聚芳醚砜⒒腔勖衙淹、磺化聚酰亚胺突腔郾等。总的来说,这些聚合物都具有较好的化学和热稳定性,,都可以得到较高的电导率。但随着慕徊皆龃螅さ奈始本缭黾樱佣餚极度溶胀、机械强度下降等问题。可以说,每一种聚合物材料都有其自身的优势和缺陷,需要在现有的基础上进一步改性才能逐步完善并满足燃料电池应用的需要。.—蚐膜类牧希ü春稀⒔涣!⒅确椒ń懈男裕疾炱銲、吸水率、电导率等物理化学性能,并探讨上述材料的微观形貌与其聚合/改性方法、物性等联系。重点分析它们在实际械牡缁阅埽碚髁巳缈7诺缏返缪、最大输出功在第三章中,在本课题组之前的研究基础上,以./,得到一系列交联复合型质子交换膜,。通过扫描电子显微镜观察,在整个扫描范围内都没有发现明显的不溶体系或相分离区域存在。さ幕本物性介于蚐之间,体现出了比じ〉哪っ娣较虺叽绫浠捅萐膜更大的膜厚度方向的电导率。在ハ喽允6忍跫拢珻け硐殖非常高的电池性能,电流密度在痗处的电压%..达到痗。同时,膜在、.%相对湿度条件下也表现出了非常好的耐久性。螅珻さ模ィ和舣分别为痗,/,几乎没有变化。痗和/和博士论文磺化聚芳醚砜及磺化聚苯一芳醚酮质子交换膜材料的合成与应用研究.
关键词:质子交换膜,磺化聚芳醚砜,,电导率,电池性能在第四章中,以’.二磺酸基’.二氟二苯砜二钠盐、砜,巾T希铣沙隽炊纬ざ任猯那抖涡突腔芳醚砜聚合物,进而以为交联剂对其进行后交联处理。通过改变和聚合物的质量比来控制聚合物的交联度。相较于未交联的ぃ涣:蟮哪ぴ谒泻图状溶液中都体现了更好的尺寸稳定性,且尺寸变化呈各向同性。同时,交联膜在试剂中也表现出更加出色的氧化稳定性,在/%相对湿度条件下的电导率均高于痗锏矫拦茉床对质子交换膜电导率的要求。在第五章中,从分子设计的角度出发,;苯钠盐和【缺郊柞;苯氧基】苯基六氟丙烷⑼ü慵勰呋簿鄯从铣闪艘幌盗胁煌琁的磺化聚苯一芳醚酮..ぁP阅鼙碚骱筒馐缘慕峁っ鳎械腟..膜在、水中的电导率都要高于ぁ为痝的瓹甈在斜硐至撕芎玫男阅埽、/%相对湿度条件下,.,以上述合成出的瓹甈蚐瓸疊为原料,采用不同质量配比,合成了一种新型的复合质子交换膜.—蠸通过鄄欤谡錾璺段谖蘼凼悄さ谋砻婊故嵌厦娑济挥蟹⑾置飨圆蝗芴逑或相分离区域。复合膜保持了较高的热稳定性,磺酸基团分解温度在左右。通过复合,膜在水中和甲醇溶液中的尺寸稳定性相比原先的瓹甈さ玫搅私洗筇高。同时,在整个相对湿度范围内,复合膜均体现了较高的膜面方向电导率。与啾龋春夏ぴ诤穸确较蛏系牡绲悸盯上蟠筇岣撸绲悸实母飨蛲员嚷盯Ⅲ在瓹甈蚐之间,范围为.。在第七章中,先分别合成出支链含有“.倍嘶木鄯济淹J杷髁春土蕉司“.幕腔鄯济秧壳姿嗔矗ü缀巳〈蟹从Φ玫揭幌盗兄Я唇涣P甋聚合物。通过淄急碚髁说途畚锖途酆衔锏慕峁梗ü相对粘度和凝胶渗透色谱峁な盗瞬嗔葱偷那姿途畚镌诰酆瞎讨型背当了交联剂。原子力显微镜耐计咨舷允境銮逦那姿杷⑾喾掷虢峁