季銨堿陰離子交換膜的合成及其性能測試.pdf

1、直接甲醇燃料電池(簡稱DMFC)以其高效、高能量密度、低排放和燃料儲運及補充方便等特點被認為是適應未來能源和環(huán)境要求的理想動力源之一。DMFC被認為最適宜作可移動動力電源和便攜式電源，如電動車電源和手機電池。目前，DMFC面臨兩大主要難題：一是甲醇從陽極向陰極的透過率高，即膜的阻醇性能較差；二是陽極催化劑對甲醇氧化反應的活性低。 陰離子交換膜作為堿性直接甲醇燃料電池的關鍵部件，起到傳導氫氧根離子、分隔燃料和氧化劑的雙重功能。本論

2、文工作集中在膜的制備與表征，并取得如下進展： 1.以全氟磺酸陽離子交換膜為起始原料，通過化學轉變，合成由四氟乙烯骨架和具有季銨基末端基側鏈組成的全氟陰離子交換膜。膜的轉變先后經(jīng)歷了磺酰氯化、還原羧化合成羧酸膜，再經(jīng)還原、氯化等數(shù)步反應，最終合成了末端基為季銨基羥基型的陰離子交換膜。各步反應的中間產(chǎn)物和最終產(chǎn)物由紅外光譜得到鑒定。 2.首次使用了氫碘酸這種還原試劑合成羧酸膜，合成實驗條件溫和，產(chǎn)物轉化率高。合成的羧酸膜表面

3、與斷面致密無孔洞，含水量14.25％(70℃)，電導率2.31S·m<'-1>，最大拉伸強度可達18.70MPa(濕態(tài))，離子交換容量1.45×10<'-3>mol·g<'-1>?？傮w來說羧酸膜的性能較好。 3.最終合成的季銨堿型陰離子交換膜表面與斷面致密無孔洞，含水量7.6％(50℃)，電導率0.39S·m<'-1>，離子交換容量1.2238×10<'-3>mol·g<'-1>，室溫下測得電池開路電壓為0.5V，膜的整體性能較