简论溶胶磺化聚芳醚砜/二氧化硅杂化质子交换膜制备与性能中专生

提要4-5

中文摘要5-8

Abstract8-18

第一章 绪论18-64

1.1 引言18

1.2 燃料电池18-24

1.2.1 燃料电池介绍19-20

1.2.2 燃料电池的优点20-22

1.2.3 燃料电池有着的缺点22-23

1.2.4 燃料电池分类23-24

1.3 质子交换膜燃料电池24-27

1.3.1 质子交换膜燃料电池介绍24

1.3.2 质子交换膜燃料电池的工作原理及关键部件24-25

1.3.3 质子交换膜燃料电池的特性25-26

1.3.4 影响质子交换膜燃料电池的因素26-27

1.4 质子交换膜27-35

1.4.1 燃料电池对质子交换膜的要求27

1.4.2 质子交换膜的进展及探讨近况27-35

1.5 磺化聚芳醚砜35-37

1.5.1 聚芳醚砜35-36

1.5.2 磺化聚芳醚砜类聚合物质子交换膜36-37

1.6 磺化聚芳醚类质子交换膜的改性37-49

1.6.1 有机-有机复合改性38-40

1.6.2 有机-无机复合改性40-49

1.7 本论文设计思想49-51

1.8 参考文献51-64

第二章 实验部分64-72

2.1 实验药品、试剂64-66

2.2 测试仪器、型号及测试条件66-71

2.2.1 红外光谱测试（FT-IR）66

2.2.2 粘度测试66

2.2.3 核磁共振测试（1H NMR 500 MHz）66

2.2.4 膜的微观形貌测试66-67

2.2.5 差示扫描量热测试（DSC）67

2.2.6 热失重测试（TGA）67

2.2.7 离子交换容量（IEC）67-68

2.2.8 机械性能测试68

2.2.9 膜的氧化稳定性测试68

2.2.10 膜的吸水率和溶胀率68-69

2.2.11 膜的质子传导率测试69-70

2.2.12 膜的甲醇渗透率测试70-71

2.3 参考文献71-72

第三章 酸碱离子对型 SPAES/K-SiO_2杂化质子交换膜72-102

3.1 引言72-73

3.2 磺化单体的合成及结构表征73-75

3.2.1 磺化单体的合成73

3.2.2 磺化单体的结构表征73-75

3.3 磺化聚芳醚砜（SPAES）的合成及结构表征75-77

3.3.1 SPAES 的合成75-76

3.3.2 SPAES 的结构表征76-77

3.4 聚合物膜的性能探讨77-82

3.4.1 膜的制备77

3.4.2 磺化度对 SPAES 膜性能的影响77-82

3.4.3 SPAES 膜的磺化度的选择82

3.5 SPAES/SiO_2和 SPAES/K-SiO_2杂化膜的制备82-84

3.6 杂化膜的表征及性能探讨84-97

3.6.1 FT-IR 测试84-85

3.6.2 杂化膜的微观形貌浅析85-87

3.6.3 杂化膜的热性能87

3.6.4 杂化膜的机械性能87-88

3.6.5 杂化膜的吸水率和溶胀率88-92

3.6.6 杂化膜的质子传导率92-94

3.6.7 杂化膜的甲醇渗透率和选择性94-97

本章小结97-98

3.7 参考文献98-102

第四章 共价交联型 Am-SPAES/I-SiO_2杂化质子交换膜102-122

4.1 引言102-103

4.2 4-氨基-对苯二酚（4-AmPHQ）的合成及结构表征103-105

4.2.1 4-AmPHQ 的合成103

4.2.2 4-AmPHQ 的结构表征103-105

4.3 Am-SPAES 的合成及结构表征105-107

4.3.1 Am-SPAES 的合成105

4.3.2 Am-SPAES 的结构表征105-107

4.4 Am-SPAES/I-SiO_2杂化膜的制备107-109

4.5 杂化膜的表征及性能探讨109-119

4.5.1 FT-IR 测试109

4.5.2 杂化膜的微观形貌浅析109-111

4.5.3 杂化膜的热性能111-112

4.5.4 杂化膜的机械性能112-113

4.5.5 杂化膜的氧化稳定性113

4.5.6 杂化膜的吸水率和溶胀率113-115

4.5.7 杂化膜的质子传导率115-117

4.5.8 杂化膜的甲醇渗透率和选择性117-119

本章小结119-120

4.6 参考文献120-122

第五章 共价交联型 Am-SPAES/I-SiO_2-SO_3H 杂化质子交换膜122-140

5.1 引言122

5.2 Am-SPAES/SiO_2-SO_3H 和 Am-SPAES/I-SiO_2-SO_3H 杂化膜的制备122-125

5.3 杂化膜的表征及性能探讨125-138

5.3.1 杂化膜的溶解性测试125-126

5.3.2 杂化膜的微观形貌浅析126-127

5.3.3 杂化膜的热性能127-128

5.3.4 杂化膜的机械性能128-129

5.3.5 杂化膜的氧化稳定性129-130

5.3.6 杂化膜的吸水率和溶胀率130-134

5.3.7 杂化膜的质子传导率134-136

5.3.8 杂化膜的甲醇渗透率136-138

本章小结138-139

5.4 参考文献139-140

第六章 结论140-142

致谢142-144

攻读博士期间发表的学术论文144-145

作者简历145

中文摘要 I145