新型磷酸掺杂交联型聚苯并咪唑高温质子交换膜材料的制备与性能研究
[Abstract]:Polybenzimidazole (PBI) has excellent thermal stability and chemical stability. It can be used as proton exchange membrane of high temperature fuel cell after protonation by doping phosphate. The adsorption content of phosphate not only affects the proton conductivity of PBI membrane material, but also affects the mechanical properties of the membrane material. In order to solve the problem that the mechanical strength of membrane materials is poor under the condition of high phosphate content, we used the following method to modify: (i) by using a small molecular crosslinker with flexible structure, neopentanediol Diglycidyl ether (NGDE),. A series of crosslinked films with different degree of cross-linking were prepared by temperature programmed heating. The introduction of crosslinked network improved the mechanical strength of phosphate doping films to a certain extent. In order to further increase the adsorption content of phosphate, the introduction of cross-linking network into porous membrane is an effective method to prepare porous membrane with chemical stability and antioxidant stability. (ii). A series of crosslinked porous membranes were prepared by using tetramethylbihydrophenol epoxy resin (TMBP) with rigid structure as cross-linking agent and dibutylphthalate (DBP) as pore-forming agent. The proton conductivity of. (iii) can be significantly improved by introducing nanoparticles (such as SiO2) into PBI system, which can give the material high proton conductivity and enough mechanical strength at the same time. In particular, the proton conductivity of PBI membranes can be significantly improved by introducing SiO2 nanoparticles functionalized by silane. A series of crosslinked membranes were prepared by using silane coupling agent (KH560) as crosslinker. The proton conductivity and mechanical properties of the crosslinked membranes were improved. The structure of. (iv) crosslinker has a significant effect on the overall properties of the crosslinked membranes. A series of crosslinked membranes were prepared by using brominated polyaryl ether ketone (BrPAEK) as macromolecular crosslinker and using the rigid structure of crosslinker to improve the phosphate adsorption content and mechanical strength of crosslinked membranes.
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TM911.4;O633.5
【共引文献】
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本文编号:2496436
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