季銨堿陰離子交換膜的合成及其性能測(cè)試.pdf

1、直接甲醇燃料電池(簡(jiǎn)稱DMFC)以其高效、高能量密度、低排放和燃料儲(chǔ)運(yùn)及補(bǔ)充方便等特點(diǎn)被認(rèn)為是適應(yīng)未來(lái)能源和環(huán)境要求的理想動(dòng)力源之一。DMFC被認(rèn)為最適宜作可移動(dòng)動(dòng)力電源和便攜式電源，如電動(dòng)車電源和手機(jī)電池。目前，DMFC面臨兩大主要難題：一是甲醇從陽(yáng)極向陰極的透過(guò)率高，即膜的阻醇性能較差；二是陽(yáng)極催化劑對(duì)甲醇氧化反應(yīng)的活性低。 陰離子交換膜作為堿性直接甲醇燃料電池的關(guān)鍵部件，起到傳導(dǎo)氫氧根離子、分隔燃料和氧化劑的雙重功能。本論

2、文工作集中在膜的制備與表征，并取得如下進(jìn)展： 1.以全氟磺酸陽(yáng)離子交換膜為起始原料，通過(guò)化學(xué)轉(zhuǎn)變，合成由四氟乙烯骨架和具有季銨基末端基側(cè)鏈組成的全氟陰離子交換膜。膜的轉(zhuǎn)變先后經(jīng)歷了磺酰氯化、還原羧化合成羧酸膜，再經(jīng)還原、氯化等數(shù)步反應(yīng)，最終合成了末端基為季銨基羥基型的陰離子交換膜。各步反應(yīng)的中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物由紅外光譜得到鑒定。 2.首次使用了氫碘酸這種還原試劑合成羧酸膜，合成實(shí)驗(yàn)條件溫和，產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率高。合成的羧酸膜表面

3、與斷面致密無(wú)孔洞，含水量14.25％(70℃)，電導(dǎo)率2.31S·m<'-1>，最大拉伸強(qiáng)度可達(dá)18.70MPa(濕態(tài))，離子交換容量1.45×10<'-3>mol·g<'-1>?？傮w來(lái)說(shuō)羧酸膜的性能較好。 3.最終合成的季銨堿型陰離子交換膜表面與斷面致密無(wú)孔洞，含水量7.6％(50℃)，電導(dǎo)率0.39S·m<'-1>，離子交換容量1.2238×10<'-3>mol·g<'-1>，室溫下測(cè)得電池開(kāi)路電壓為0.5V，膜的整體性能較