堿性復(fù)合陰離子交換膜的制備及表征.pdf

1、陰離子交換膜燃料電池（AEMFCs），因具有獨(dú)特燃料滲透率低、效率高、水管理簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，近年來(lái)日益引起廣泛關(guān)注。陰離子交換膜（AEMs）是AEMFC的關(guān)鍵材料，目前存在的問(wèn)題主要有：(i)氫氧根離子傳導(dǎo)率低，(ii)穩(wěn)定性差。為此，本論文擬通過(guò)向高分子膜基質(zhì)中引入無(wú)機(jī)或有機(jī)材料在膜內(nèi)構(gòu)筑傳導(dǎo)路徑，以提高其氫氧根離子傳導(dǎo)率，同時(shí)借助兩類(lèi)材料間的相互作用力提高膜結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，進(jìn)而賦予膜傳導(dǎo)穩(wěn)定性。主要研究?jī)?nèi)容包括：
　?。?）應(yīng)用沉淀共

2、蒸餾聚合技術(shù)合成了咪唑高分子層功能化的氧化石墨烯（GO），并以殼聚糖(CS)為基質(zhì)制備復(fù)合膜。并對(duì)膜的氫氧根離子電導(dǎo)率等性能進(jìn)行了表征與測(cè)試。同時(shí)系統(tǒng)研究了咪唑環(huán)上所帶側(cè)鏈對(duì)其傳遞能力的影響及其規(guī)律。復(fù)合膜表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性和傳導(dǎo)率，性能最優(yōu)的復(fù)合膜CS/E-ImGO-2.0在90℃、100％RH條件下的傳導(dǎo)率達(dá)到1.02×10-2 S cm-1，是CS空白膜傳導(dǎo)率(2.51×10-3 S cm-1)的4倍。
　?。?）應(yīng)用原子轉(zhuǎn)

3、移自由基聚合技術(shù)設(shè)計(jì)合成了基于咪唑高分子刷改性的GO(AImGO)，以成膜性較好的聚乙烯醇（PVA）為膜基質(zhì)制備復(fù)合膜。研究發(fā)現(xiàn)，AImGOs上接枝的咪唑高分子刷與PVA鏈之間具有很好的相容性，而且高分子刷能夠嵌入膜基質(zhì)中，在兩者的共同作用下，實(shí)現(xiàn)離子氫氧根離子的快速傳遞。結(jié)果表明，接枝長(zhǎng)咪唑高分子刷修飾GO填充的復(fù)合膜具有優(yōu)異的氫氧根離子傳遞性能，PVA/EL-AImGO-2.0在80℃，100%RH下的傳導(dǎo)率達(dá)到了6.01×10-2

4、 S cm-1，比純PVA空白膜(3.16×10-2 S cm-1)提高了191.7%。
　?。?）應(yīng)用靜電紡絲技術(shù)，制備PVA-NF和PVA&CS-NF兩種納米纖維，然后分別以 CS和PVA為膜基質(zhì)，填充纖維的空隙制備出纖維復(fù)合膜，以此來(lái)研究聚合物纖維化對(duì)膜的理化性能以及氫氧根離子傳導(dǎo)性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，纖維復(fù)合膜比空白膜表現(xiàn)出更好的氫氧根離子傳遞性能，復(fù)合膜CS/PVA&CS-NF和PVA/PVA&CS-NF在80℃，100