含双酚和酚酞结构的磺化聚芳醚氧膦质子交换膜的合成与表征

发布时间：2024-05-18 07:46

　　质子交换膜是质子交换膜燃料电池的核心部件之一。目前,广泛使用的商业膜是Nafion膜,但由于Nafion膜成本高、甲醇渗透率大、高温低湿环境下,电导率急剧下降等缺点,无法满足其进一步的商业化运用。磺化芳香类聚合物质子交换膜是当前燃料电池质子交换膜领域的研究热点,其磺化聚芳醚氧膦类是一类高性能聚合物,由于氧膦基团具有耐氧化性、保湿性、与有机或无机粒子的粘结性较好等优点,使得该类聚合物质子交换膜具有优良的综合性能。本文首先通过单体结构设计,用直接缩聚法,合成了高离子交换容量(IEC)的含双酚A和双酚AP的磺化聚芳醚氧膦聚合物质子交换膜。对比两个系列聚合物的性能,可得sPOBAP-x系列膜的综合性能优于sPOBA-x系列。通过调整疏水基团的结构和疏水性,能有效改善质子交换膜的尺寸稳定性和热稳定性等性能,从而提高其综合性能。例如,sPOBAP-100聚合物膜在80°C下的吸水率为24.6%,溶胀率为16.2%,导电率为0.061 S/cm。其次,采用直接缩聚法,合成了含酚酞的磺化聚芳醚氧膦聚合物质子交换膜。通过引入庞大的疏水基团结构,不仅可以提高膜的耐氧化性、热稳定性和尺寸稳定性;而且还可以调...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1PEMFC的工作原理

电池简介电池是一种直接将储存在燃料（如H2）和氧化剂（如O2）中的化学能转装置，是继水力、电力和核能发电之后的第四代发电技术。它不受卡诺有能量转换率高、环境友好、噪音低等特点，被称为“21世纪的清洁、有广阔的发展空间。燃料电池分类方法较多[4]，按电解质的不同，燃料五类：碱性燃料....

图1.4（c）含芴基磺化聚芳醚酮的吸水率和电导率性能(在20°C)

；将大的疏水的羟基单体芴基，引入聚合物结构中，见图1.4（c）。其热稳定性能更好；高磺化度的聚合物，具有适合的吸水率和较好的电导率。图1.4（c）含芴基磺化聚芳醚酮的吸水率和电导率性能(在20°C)Fig.1.4(c)theprotonconductivitiesa....

图1.6（a）各种磺化聚芳醚氧膦的溶胀率和电导率图

上海应用技术大学硕士学位论文第7页列聚合物具有极好的耐氧化性能，并且能形成明显的亲水疏水相分离结构；磺化度大的图1.6（a）各种磺化聚芳醚氧膦的溶胀率和电导率图Fig.1.6(a)swellingratioandconductivityofpoly(ar....

图1.6（c）含芴基的磺化聚芳醚氧膦聚合物化学结构和AFM相图等sPAEPO-9020.66.022.97.924.58.3sPAEPO-10025.67.428.610.529.910.9

bswellingratio图1.6（c）含芴基的磺化聚芳醚氧膦聚合物化学结构和AFM相图等Fig.1.6(c)ChemicalstructureandAFMphaseimagesoffluorine-containingpoly(aryleneethe....

本文编号：3976663