堿性復合陰離子交換膜的制備及表征.pdf

1、陰離子交換膜燃料電池（AEMFCs），因具有獨特燃料滲透率低、效率高、水管理簡單等優(yōu)勢，近年來日益引起廣泛關注。陰離子交換膜（AEMs）是AEMFC的關鍵材料，目前存在的問題主要有：(i)氫氧根離子傳導率低，(ii)穩(wěn)定性差。為此，本論文擬通過向高分子膜基質中引入無機或有機材料在膜內構筑傳導路徑，以提高其氫氧根離子傳導率，同時借助兩類材料間的相互作用力提高膜結構穩(wěn)定性，進而賦予膜傳導穩(wěn)定性。主要研究內容包括：
　　（1）應用沉淀共

2、蒸餾聚合技術合成了咪唑高分子層功能化的氧化石墨烯（GO），并以殼聚糖(CS)為基質制備復合膜。并對膜的氫氧根離子電導率等性能進行了表征與測試。同時系統(tǒng)研究了咪唑環(huán)上所帶側鏈對其傳遞能力的影響及其規(guī)律。復合膜表現出較好的穩(wěn)定性和傳導率，性能最優(yōu)的復合膜CS/E-ImGO-2.0在90℃、100％RH條件下的傳導率達到1.02×10-2 S cm-1，是CS空白膜傳導率(2.51×10-3 S cm-1)的4倍。
　　（2）應用原子轉

3、移自由基聚合技術設計合成了基于咪唑高分子刷改性的GO(AImGO)，以成膜性較好的聚乙烯醇（PVA）為膜基質制備復合膜。研究發(fā)現，AImGOs上接枝的咪唑高分子刷與PVA鏈之間具有很好的相容性，而且高分子刷能夠嵌入膜基質中，在兩者的共同作用下，實現離子氫氧根離子的快速傳遞。結果表明，接枝長咪唑高分子刷修飾GO填充的復合膜具有優(yōu)異的氫氧根離子傳遞性能，PVA/EL-AImGO-2.0在80℃，100%RH下的傳導率達到了6.01×10-2

4、 S cm-1，比純PVA空白膜(3.16×10-2 S cm-1)提高了191.7%。
　　（3）應用靜電紡絲技術，制備PVA-NF和PVA&CS-NF兩種納米纖維，然后分別以 CS和PVA為膜基質，填充纖維的空隙制備出纖維復合膜，以此來研究聚合物纖維化對膜的理化性能以及氫氧根離子傳導性能的影響。結果發(fā)現，纖維復合膜比空白膜表現出更好的氫氧根離子傳遞性能，復合膜CS/PVA&CS-NF和PVA/PVA&CS-NF在80℃，100