官能化石墨烯/磺化聚芳醚腈质子交换膜的制备与性能研究

发布时间：2021-07-14 19:37

　　直接甲醇燃料电池因转换效率高,启动快,燃料易得,排放物无污染等特点受到广泛的关注和研究。质子交换膜作为燃料电池的心脏,其性能直接决定了燃料电池效率的高低。目前,商业化的质子交换膜是全氟磺酸膜,它具有优异的质子电导率,化学稳定性和力学性能,但是也存在着明显的劣势,例如高温保水性能力差,甲醇渗透率高和污染环境。近来,研究者们开发出了可替代Nafion膜的磺化芳香族聚合物,如磺化聚醚醚酮,磺化聚芳醚砜和磺化聚芳醚腈等。然而,通常磺化芳香族聚合物膜仅在高IEC值下达到高的质子传导率,但是高IEC值通常会降低膜的阻醇性能,尺寸稳定性和机械性能。相反,低的IEC值虽然其他性能很优异但是质子电导率却达不到高值。为了平衡质子电导率和甲醇渗透率,研究者们想出了很多方法,具体包括:化学交联,有机-有机复合和有机-无机复合等。其中,有机-无机复合是提升质子交换膜综合性能最简单有效的方法。本论文以官能化石墨烯为无机填料,磺化聚芳醚腈（SPEN）作为基体,通过溶液共混的方法制备了一系列官能化石墨烯/SPEN复合质子交换膜。具体工作如下:（1）石墨首先通过改进Hummers法制备得到氧化石墨烯,再通过化学接枝方法... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

五种燃料电池的工作原理图

全氟磺酸聚合物的结构

SPAEEN-Q和SPAEEN-B共聚物合成示意图

【参考文献】：
期刊论文
[1]磺化石墨烯的制备及其催化性能研究[J]. 陈良勇,杨彬,刘丽华,马晓艳.  广州化工. 2016(05)
[2]高性能特种工程塑料的发展与功能化研究[J]. 刘孝波,钟家春.  塑料工业. 2010(S1)
[3]绿色能源的现状及展望[J]. 王联芝.  世界科技研究与发展. 2003(04)

博士论文
[1]碳纳米材料/聚芳醚腈质子交换膜的结构与性能研究[D]. 冯萌娜.电子科技大学 2018
[2]磺化聚芳醚砜/二氧化硅杂化质子交换膜的制备及性能研究[D]. 任建楠.吉林大学 2013
[3]功能化石墨烯的制备及在高性能高分子材料中的应用[D]. 曹也文.复旦大学 2012

硕士论文
[1]侧链磺化含氮类聚醚醚酮的分子设计及性能研究[D]. 邵值.吉林大学 2018
[2]含氨基磺化聚芳醚酮砜类及其复合型质子交换膜的制备与性能研究[D]. 徐达.长春工业大学 2017



本文编号：3284763