基于自由基聚合阴离子交换膜制备及性能研究

燃料电池论文 乙烯基咪唑论文 交联论文 碱性膜论文 电导率论文
论文详情
燃料电池具有高效率、低污染等诸多优点,迅速成为能源研究的热点。碱性阴离子膜燃料电池中的燃料氧化迅速,催化剂的选择广等优点使AEMFCs在经济和技术上具有可行性。作为AEMFCs的核心部件,碱性阴离子交换膜(AAEM)的好坏直接决定了燃料电池的性能。目前,碱性阴离子交换膜存在着离子传导率低和稳定性差的问题,无法满足AEMFCs的使用要求。本实验未采用传统有毒性的氯甲基化方法,制备出电导率高和稳定性好的交联型AAEM,并对其性能进行系统的研究。首先,通过自由基反应,将乙烯基咪唑与其它单体进行共聚得到一系列聚合物。经过红外和1H-NMR对聚合物的结构进行表征,结果证实,得到的聚合物即为所设计的目标聚合物。其次,采用溴代正丁烷为烷基化试剂,二溴己烷为交联剂,对选定的聚合物采用先烷基化后交联和先交联后烷基化两种不同的工艺成功制备出碱性膜。考察了碱性膜的交联度、吸水率、溶胀度、1EC和电导率之间的相互关系。制备的碱性膜在30℃下电导率可达到3.4×10-2S·cm-1,并且在60℃的2M NaOH溶液中和3%的Fenton试剂中,具有优异的稳定性。最后,以二甲基哌嗪和烯丙基氯为原料制备了氯化1-烯丙基-1,4-二甲基哌嗪(ADMLuCl),并对其结构进行了表征。将ADMLuCl与其它单体共聚得到聚合物,并经过碱化得到一系列离子液体聚合物碱性膜。结果表明,ADMLuOH-40%在30℃的离子电导率可达到2.11×10-2S·cm-1,并且稳定性良好。
摘要第1-5页
Abstract第5-9页
引言第9-10页
1 文献综述第10-26页
   ·燃料电池第10-12页
     ·燃料电池概述第10-11页
     ·燃料电池的特点第11-12页
   ·离子交换膜第12-13页
     ·离子交换膜概述第12页
     ·离子交换膜的制备材料和方法第12-13页
     ·离子交换膜的应用第13页
   ·碱性阴离子交换膜第13-24页
     ·离子电导率的影响因素和导电机理第14页
     ·降解机理第14-15页
     ·研究现状第15-24页
   ·选题意义及本论文研究内容第24-26页
2 实验方法第26-29页
   ·实验仪器与试剂第26页
   ·表征及测试手段第26-29页
     ·红外分析第26-27页
     ·~1H-NMR分析第27页
     ·热分析第27页
     ·素分析第27页
     ·聚合物分子量的测定第27页
     ·离子电导率的测试第27页
     ·吸水率和溶胀度的测试第27-28页
     ·离子交换容量(IEC)测试第28页
     ·聚合物及其碱性膜的溶解性能测试第28页
     ·碱性膜的机械性能测试第28页
     ·碱性膜的稳定性测试第28-29页
3 含咪唑共聚物的合成与表征第29-37页
   ·引言第29页
   ·烯基咪唑型聚合物的合成表征第29-35页
     ·聚合物的红外表征第29-31页
     ·聚合物的~1H-NMR表征第31-32页
     ·聚合物的热性能第32-33页
     ·聚合物的分子量第33-34页
     ·聚合物的溶解性第34-35页
   ·碱性膜基体材料的选择第35-36页
   ·本章小结第36-37页
4 含咪唑共聚物碱性阴离子交换膜制备及性能第37-59页
   ·引言第37页
   ·碱性离子交换膜的制备第37-39页
   ·含咪唑共聚物P1碱性膜的结构表征及性能第39-46页
     ·碱性膜的红外表征第39页
     ·碱性膜的吸水率和溶胀度第39-41页
     ·碱性膜的离子交换容量第41-43页
     ·碱性膜的交联度第43-44页
     ·碱性膜的电导率第44-46页
   ·含咪唑共聚物P2碱性膜的结构表征及性能第46-58页
     ·碱性膜的吸水率、溶胀度和离子交换容量第47-49页
     ·碱性膜的溶解性能第49-50页
     ·碱性膜的电导率第50-53页
     ·碱性膜的热性能第53-55页
     ·碱性膜的化学稳定性第55-57页
     ·碱性膜的拉伸性能第57-58页
   ·本章小结第58-59页
5 离子液体聚合物碱性膜的制备及性能第59-70页
   ·引言第59页
   ·氯化1-烯丙基-1,4-二甲基哌嗪(ADMLuCl)的合成及表征第59-60页
   ·ADMLuCl基聚合物的制备及表征第60-62页
     ·共聚物的制备第60页
     ·聚合物的~1H-NMR表征第60-61页
     ·聚合物的热性能第61页
     ·聚合物的分子量第61-62页
   ·PADMLuOH碱性膜的制备及表征第62-69页
     ·碱性膜的红外表征第63页
     ·碱性膜的吸水率、溶胀度和离子交换容量第63-64页
     ·碱性膜的电导率第64-66页
     ·碱性膜的热性能第66-67页
     ·碱性膜的溶解性第67页
     ·碱性膜的化学稳定性第67-69页
   ·本章小结第69-70页
结论第70-71页
参考文献第71-77页
攻读硕士学位期间发表学术论文情况第77-78页
致谢第78-79页
论文购买
论文编号ABS536405,这篇论文共79页
会员购买按0.30元/页下载,共需支付23.7
不是会员,注册会员
会员更优惠充值送钱
直接购买按0.5元/页下载,共需要支付39.5
只需这篇论文,无需注册!
直接网上支付,方便快捷!
相关论文

点击收藏 | 在线购卡 | 站内搜索 | 网站地图
版权所有 艾博士论文 Copyright(C) All Rights Reserved
版权申明:本文摘要目录由会员***投稿,艾博士论文编辑,如作者需要删除论文目录请通过QQ告知我们,承诺24小时内删除。
联系方式: QQ:277865656