2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、質(zhì)子交換膜是質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)的核心部件,起著傳導(dǎo)質(zhì)子、隔絕燃料及電子的作用。目前廣泛使用的是以Nafion膜為代表的全氟磺酸膜,Nafion膜具有機械強度高、化學(xué)穩(wěn)定性好和高濕度下質(zhì)子導(dǎo)電率高等優(yōu)點,但其成本高、甲醇滲透率高等缺點極大限制了其在PEMFC中的應(yīng)用,尤其是直接甲醇燃料電池(DMFC)的應(yīng)用。本文提出了利用溶液噴射納米纖維對Nafion進行改性,制備納米纖維支撐的Nafion復(fù)合膜,以期得到綜合性能良好的質(zhì)子

2、交換膜(PEM)材料。主要研究內(nèi)容如下:
  論文首先利用溶液噴射紡絲方法紡制了SPEEK納米纖維,再通過溶液浸漬的方法,制備了納米纖維含量不同的SPEEK納米纖維/Nafion復(fù)合膜。所制備SPEEK納米纖維形態(tài)良好,平均直徑在80-210nm之間,具有一定的卷曲度。復(fù)合膜具有良好的熱穩(wěn)定性和機械性能。20℃下,納米纖維含量為10%的SPEEK/Nafion復(fù)合膜的吸水率為21.7%,電導(dǎo)率為0.09 S/cm,阻醇率為9.9×

3、10-7cm2/s,與Nafion117膜相比,這些性能均有較大程度的提高。復(fù)合膜吸水率提高的同時溶脹率沒有增大,這是由于納米纖維在復(fù)合膜中起到一個骨架作用,限制了膜的溶脹。同時,復(fù)合膜較Nafion117具有更好的選擇性,SPEEK/Nafion-10復(fù)合膜的選擇性最好,選擇性值為9.2×104 Sscm-3。
  基于三硅醇苯基POSS(TSP POSS)具有高的吸水性能和獨特的結(jié)構(gòu)特點,論文進一步通過溶液噴射紡絲法紡制了SP

4、EEK/POSS納米纖維,然后制備了SPEEK/POSS納米纖維/Nafion復(fù)合膜。實驗結(jié)果表明,復(fù)合膜的熱穩(wěn)定性、吸水率和溶脹率、質(zhì)子傳導(dǎo)率、阻醇率都有所改善。POSS含量為0.04的復(fù)合膜在常溫條件下,質(zhì)子電導(dǎo)率可以達到0.094 S/cm。所得復(fù)合膜的甲醇滲透率都低于Nafion膜和SPEEK/Nafion復(fù)合膜。同時,復(fù)合膜具有比Nafion膜更好的選擇性,SPN-0.04膜的選擇性為1.17×105 Sscm-3,是Nafi

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