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简述聚酰亚胺磺化聚酰亚胺类质子交换膜制备与性能资料网

收藏本文 2024-01-30 点赞:33248 浏览:148347 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:近些年来,世界各地的科研工作者们对于燃料电池用磺化芳香类质子交换膜材料进行了大量的探讨。本论文通过合成不同的二胺单体,与磺化二胺单体和萘二酐进行一步高温法缩聚,制备了不同结构的磺化聚酰亚胺类聚合物。表征了系列材料结构与性能之间的联系。在第三章中,作者以单体设计合成,到聚合物的制备,成膜,表征做了详细的介绍。其中包括材料的质子传导性能,阻醇性能,热、化学稳定性能,尺寸稳定性能,机械性能等。探讨发现,当材料具有较大的空间体积时,材料体现出更为出色的吸水能力及质子传导性能。在本论文的第四章中,作者将多氰基基团引入到磺化聚酰亚胺材料中。由于氰基基团具有较大的偶极矩和较强的极性,使得材料的分子间作用力增强,相比于本章中提及的无氰基材料,含多氰基磺化聚酰亚胺体现出了更优异的尺寸稳定性。本论文以分子结构设计的角度,探讨了磺化聚酰亚胺材料的链段结构对材料性能的影响。找到了改善磺化聚酰亚胺材料于湿态下尺寸稳定性的新策略,推进了磺化聚酰亚胺质子膜材料的进一步的探讨运用。关键词:燃料电池论文磺化聚酰亚胺论文同分异构论文多氰基聚合物论文结构-性能联系论文

    提要4-5

    中文摘要5-7

    ABSTRACT7-12

    第一章 绪论12-28

    1.1 燃料电池的概况12-15

    1.1.1 燃料电池的进展历史12-13

    1.1.2 燃料电池的组成13-14

    1.1.3 燃料电池的基本工作原理14-15

    1.2 燃料电池的特点15-17

    1.3 燃料电池的分类17-18

    1.4 质子交换膜燃料电池18-20

    1.4.1 质子交换膜燃料电池的概述18-19

    1.4.2 质子交换膜燃料电池的组成及工作原理19-20

    1.5 质子交换膜20-27

    1.5.1 质子交换膜的要求及种类20-21

    1.5.2 全氟磺酸型质子交换膜21-22

    1.5.3 磺化聚酰亚胺质子交换膜22-27

    1.6 本论文设计思想27-28

    第二章 实验部分28-32

    2.1 实验试剂28

    2.2 实验仪器和测试策略28-32

    第三章 异构型 SPI 及其 POSS 复合质子交换膜的制备和探讨32-48

    引言32

    3.1 含异构结构二胺单体的合成32-35

    3.1.1 二胺单体 2,5-二(4-氨基-2-三氟苯氧基)联苯(PPDA)的制备32-34

    3.1.2 二胺单体 4,4’-二(4-氨基-2-三氟苯氧基)联苯(DPDA)的制备34-35

    3.2 磺化聚酰亚胺聚合物的合成35-38

    3.2.1 PP-SPI 系列聚合物的合成35-36

    3.2.2 DP-SPI 系列聚合物的合成36-37

    3.2.3 SP-SPI 系列聚合物的合成37-38

    3.3 SPI 系列膜及 POSS 复合膜的制备38-39

    3.4 SPI 及其 POSS 复合膜的热、氧化稳定性39-40

    3.5 SPI 及其 POSS 复合膜的吸水性和溶胀性40-42

    3.6 SPI 及其 POSS 复合膜的机械性能42

    3.7 SPI 及其 POSS 复合膜的质子传导率性能42-44

    3.8 SPI 及其 POSS 复合膜的甲醇渗透率44-45

    3.9 SPI 及其 POSS 复合膜的形貌探讨45-47

    3.10 小结47-48

    第四章 含多氰基 SPI 质子交换膜的制备和探讨48-66

    引言48

    4.1 三氰基二胺单体的制备48-51

    4.1.1 二硝基单体 2,5-二(4-硝基-2-氰基苯氧基)-1-氰基联苯(CNDN)的制备48-50

    4.1.2 二胺单体 2,5-二(4-氨基-2-氰基苯氧基)-1-氰基联苯(CNDA)的制备50-51

    4.2 不含氰基二胺单体的制备51-52

    4.3 磺化聚酰亚胺聚合物的制备52-56

    4.3.1 多氰基 SPI 聚合物的制备52-53

    4.3.2 无氰基 SPI 聚合物的制备53-56

    4.4 磺化聚酰亚胺膜的制备56

    4.5 SPI 膜的吸水性和溶胀性56-60

    4.6 SPI 膜的热、氧化稳定性60-62

    4.7 SPI 膜的机械性能62-63

    4.8 SPI 膜的质子传导率63-64

    4.9 SPI 膜的甲醇透过性64-65

    4.10 小结65-66

    第五章 结论66-68

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