聚丙烯酰胺/淀粉高温凝胶质子交换膜的制备与表征

发布时间：2023-05-27 02:58

　　随着全球经济的飞速发展、石油资源的日益消耗和人们对环境保护问题的日益关注，能源问题越来越成为人类发展的首要问题。燃料电池在当今社会的诸多领域得到广泛应用，其中质子交换膜燃料电池由于其清洁高效的特点已经成为人们关注和研究的热点。在众多燃料电池中，高温质子交换膜燃料电池更是由于其诸多优点而具有广泛的应用前景。因此，对其性能的优化的探索、形貌结构的表征分析、及掺杂对其结构及性能影响的进一步研究和分析具有重要意义。高温质子交换膜燃料电池（PEMFC）工作温度为100-200°C，相对于低温燃料电池（工作温度通常低于80°C）的PEMFC反应发生迅速；能改善和简化水管理系统；更高效的热管理和改善了环境耐受性，这些优点使得高温PEMFC被认为是下一代燃料电池的有力竞争者。 本论文采用的是简易的溶液聚合合成方法，反应物为价格低廉的淀粉和具有亲水基团的丙烯酰胺，制成了具有优异的吸附和保留磷酸能力并且适用于高温质子交换膜燃料电池的聚丙烯酰胺/淀粉凝胶质子交换膜，通过红外表征确定该质子交换膜的分子为三维网络结构。 本文探讨了通过改变引发剂或者交联剂用量对聚丙烯酰胺/淀粉凝胶基质子交换膜的磷酸载量和高温质子...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
0 前言
1 文献综述
    1.1 燃料电池简介
        1.1.1 燃料电池工作原理
        1.1.2 燃料电池的分类
    1.2 质子交换膜燃料电池(PEMFC)
        1.2.1 质子交换膜燃料电池的发展历史
        1.2.2 质子交换膜燃料电池的特性
        1.2.3 影响质子交换膜燃料电池的因素
        1.2.4 质子交换膜燃料电池的的应用
    1.3 质子交换膜的发展及研究现状
        1.3.1 Nafion 膜
        1.3.2 互穿网络和半互穿网络聚合物膜
        1.3.3 高温质子交换膜
    1.4 本课题研究内容及意义
2 实验部分
    2.1 实验试剂
    2.2 实验仪器
    2.3 实验步骤
        2.3.1 H₃PO_4-聚丙烯酰胺/淀粉凝胶质子交换膜的制备
        2.3.2 改变引发剂量 H₃PO_4-聚丙烯酰胺/淀粉凝胶质子交换膜的制备
        2.3.3 改变交联剂量 H₃PO_4-聚丙烯酰胺/淀粉凝胶质子交换膜的制备
    2.4 样品性能测试与表征
        2.4.1 电化学表征
        2.4.2 红外表征
        2.4.3 扫描电镜表征
3 结果与讨论
    3.1 H₃PO_4-聚丙烯酰胺/淀粉凝胶质子交换膜性能研究
        3.1.1 H₃PO_4-聚丙烯酰胺/淀粉接枝网络结构的形成及形貌
        3.1.2 红外分析
        3.1.3 磷酸吸附机理的研究
        3.1.4 H₃PO₄吸附量对质子传导率的影响
        3.1.5 高温质子传导率稳定性
        3.1.6 H₃PO_4-PAM/淀粉质子交换膜的电化学性质
    3.2 不同引发剂量和交联剂量产物的表征
        3.2.1 不同引发剂量和交联剂量对质子传导率的影响
        3.2.2 改变引发剂量和交联剂量对磷酸吸附量的影响
        3.2.3 最佳 APS 和 NMBA 量时聚合物膜的质子传导率
        3.2.4 最佳用量 APS 和 NMBA 质子交换膜高温稳定性
        3.2.5 电化学性质
4 结论与展望
参考文献
致谢
个人简历
发表的学术论文



本文编号：3823757