本文主要研究内容
作者王春梅（2019）在《氮杂环接枝的磺化聚芳醚酮砜质子交换膜的制备与性能研究》一文中研究指出：质子交换膜作为质子交换膜燃料电池的核心部件,兼备传递质子与阻隔燃料和氧化剂的作用,其性能的好坏直接影响着质子交换膜燃料电池的应用。目前,应用最广泛的质子交换膜是已经商业化的杜邦公司生产的Nafion全氟磺酸膜,该膜本身具有优异的质子传导率、化学稳定性以及机械性能,从而备受青睐。但是昂贵的成本,较高的甲醇渗透性阻碍了Nafion膜的进一步发展应用,故而人们把寻找能够替代Nafion膜的聚合物材料作为主要研究方向。磺化聚芳醚酮砜是一种性能优异的工程材料,其出色的热稳定性、化学稳定性和低廉的价格,使其被认为是Nafion最有潜力的替代材料。然而传统的质子交换膜当温度高于80℃时,体系内水份快速流失,质子载体的减少直接影响膜的质子传导率。并且质子的传递与甲醇的渗透途径相同,所以质子传导率较高时常伴随着甲醇渗透系数过高的问题。研究者们想要建立一条不依靠水的质子传输通道,希望通过这种手段打破质子传导率和甲醇渗透率之间的限制,并且摆脱质子传递对水的依赖。本文首先制备出了含有羧基基团的磺化聚芳醚酮砜聚合物,然后通过接枝的手段将4-氨基吡啶固定到聚合物链上,希望接枝后的紧密结构能够有效地降低甲醇的渗透,同时利用氮杂环兼备的质子导体与受体的特性,构建一条只能传递质子的新的质子传输途径。通过测试发现随着吡啶接枝量的增加,25℃时膜的甲醇渗透系数由8.17×10-7cm2s-1显著降低到8.92×10-8cm2s-1。膜的质子传导率和相对选择性与接枝吡啶含量呈正相关。其中,SPP-4膜在100℃时质子电导率最高,为0.088 S cm-1。为了进一步提高膜在中高温条件下的质子传导率,我们选用5-氨基四唑作为新的接枝物。因为与4-氨基吡啶（9.114）相比5-氨基四唑（8.1）具有更小的PKa值,从而解离程度更高,高的解离程度会降低溶剂效应,使质子的迁移更加容易。并且5-氨基四唑环上有4个N原子,就会为质子的传递提供更多的跳跃位点。通过与SPP-y膜的比较发现SPAT-4膜在100℃时质子传导率最高达到了0.0933 S cm-1,明显高于SPP-4膜,并且具有更高的相对选择性。
Abstract
zhi zi jiao huan mo zuo wei zhi zi jiao huan mo ran liao dian chi de he xin bu jian ,jian bei chuan di zhi zi yu zu ge ran liao he yang hua ji de zuo yong ,ji xing neng de hao huai zhi jie ying xiang zhao zhi zi jiao huan mo ran liao dian chi de ying yong 。mu qian ,ying yong zui an fan de zhi zi jiao huan mo shi yi jing shang ye hua de du bang gong si sheng chan de Nafionquan fu huang suan mo ,gai mo ben shen ju you you yi de zhi zi chuan dao lv 、hua xue wen ding xing yi ji ji xie xing neng ,cong er bei shou qing lai 。dan shi ang gui de cheng ben ,jiao gao de jia chun shen tou xing zu ai le Nafionmo de jin yi bu fa zhan ying yong ,gu er ren men ba xun zhao neng gou ti dai Nafionmo de ju ge wu cai liao zuo wei zhu yao yan jiu fang xiang 。huang hua ju fang mi tong feng shi yi chong xing neng you yi de gong cheng cai liao ,ji chu se de re wen ding xing 、hua xue wen ding xing he di lian de jia ge ,shi ji bei ren wei shi Nafionzui you qian li de ti dai cai liao 。ran er chuan tong de zhi zi jiao huan mo dang wen du gao yu 80℃shi ,ti ji nei shui fen kuai su liu shi ,zhi zi zai ti de jian shao zhi jie ying xiang mo de zhi zi chuan dao lv 。bing ju zhi zi de chuan di yu jia chun de shen tou tu jing xiang tong ,suo yi zhi zi chuan dao lv jiao gao shi chang ban sui zhao jia chun shen tou ji shu guo gao de wen ti 。yan jiu zhe men xiang yao jian li yi tiao bu yi kao shui de zhi zi chuan shu tong dao ,xi wang tong guo zhe chong shou duan da po zhi zi chuan dao lv he jia chun shen tou lv zhi jian de xian zhi ,bing ju bai tuo zhi zi chuan di dui shui de yi lai 。ben wen shou xian zhi bei chu le han you suo ji ji tuan de huang hua ju fang mi tong feng ju ge wu ,ran hou tong guo jie zhi de shou duan jiang 4-an ji bi ding gu ding dao ju ge wu lian shang ,xi wang jie zhi hou de jin mi jie gou neng gou you xiao de jiang di jia chun de shen tou ,tong shi li yong dan za huan jian bei de zhi zi dao ti yu shou ti de te xing ,gou jian yi tiao zhi neng chuan di zhi zi de xin de zhi zi chuan shu tu jing 。tong guo ce shi fa xian sui zhao bi ding jie zhi liang de zeng jia ,25℃shi mo de jia chun shen tou ji shu you 8.17×10-7cm2s-1xian zhe jiang di dao 8.92×10-8cm2s-1。mo de zhi zi chuan dao lv he xiang dui shua ze xing yu jie zhi bi ding han liang cheng zheng xiang guan 。ji zhong ,SPP-4mo zai 100℃shi zhi zi dian dao lv zui gao ,wei 0.088 S cm-1。wei le jin yi bu di gao mo zai zhong gao wen tiao jian xia de zhi zi chuan dao lv ,wo men shua yong 5-an ji si zuo zuo wei xin de jie zhi wu 。yin wei yu 4-an ji bi ding （9.114）xiang bi 5-an ji si zuo （8.1）ju you geng xiao de PKazhi ,cong er jie li cheng du geng gao ,gao de jie li cheng du hui jiang di rong ji xiao ying ,shi zhi zi de qian yi geng jia rong yi 。bing ju 5-an ji si zuo huan shang you 4ge Nyuan zi ,jiu hui wei zhi zi de chuan di di gong geng duo de tiao yue wei dian 。tong guo yu SPP-ymo de bi jiao fa xian SPAT-4mo zai 100℃shi zhi zi chuan dao lv zui gao da dao le 0.0933 S cm-1,ming xian gao yu SPP-4mo ,bing ju ju you geng gao de xiang dui shua ze xing 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自长春工业大学的王春梅，发表于刊物长春工业大学2019-09-04论文，是一篇关于质子交换膜论文,磺化聚芳醚酮砜论文,接枝论文,氨基吡啶论文,氨基四唑论文,长春工业大学2019-09-04论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自长春工业大学2019-09-04论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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