论文目录 | |
| 摘要 | 第1-8页 |
| Abstract | 第8-12页 |
| 缩略词表 | 第12-22页 |
| 第1章 绪论 | 第22-50页 |
| 1.1 高温质子交换膜燃料电池 | 第22-28页 |
| 1.1.1 氢能与燃料电池 | 第22-23页 |
| 1.1.2 质子交换膜燃料电池 | 第23-25页 |
| 1.1.3 高温工作的优势 | 第25页 |
| 1.1.4 耐高温质子交换膜材料 | 第25-28页 |
| 1.2 磷酸掺杂聚苯并咪唑(PBI)体系 | 第28-45页 |
| 1.2.1 聚苯并咪唑聚合物概述 | 第28-29页 |
| 1.2.2 磷酸掺杂PBI膜的制备方法 | 第29-32页 |
| 1.2.2.1 溶液浇铸法制备PBI/PA膜 | 第29-30页 |
| 1.2.2.2 直接浇注法制备PBI/PA膜 | 第30-32页 |
| 1.2.3 磷酸掺杂PBI膜的性质与问题 | 第32-35页 |
| 1.2.3.1 电导率与传质机理 | 第32-34页 |
| 1.2.3.2 机械性能 | 第34-35页 |
| 1.2.3.3 PBI/PA膜面临的问题 | 第35页 |
| 1.2.4 PBI基聚合物的合成与结构改性 | 第35-41页 |
| 1.2.4.1 变体结构PBI聚合物的合成 | 第35-38页 |
| 1.2.4.2 PBI膜的接枝改性 | 第38-39页 |
| 1.2.4.3 PBI膜的交联改性 | 第39-41页 |
| 1.2.5 PBI基复合膜的制备 | 第41-45页 |
| 1.2.5.1 掺杂的PBI复合膜 | 第41-43页 |
| 1.2.5.2 共混的PBI复合膜 | 第43-45页 |
| 1.3 PBI基电解质膜的燃料电池性能 | 第45-47页 |
| 1.4 本论文的选题意义和研究内容 | 第47-50页 |
| 第2章 实验方法与仪器信息 | 第50-62页 |
| 2.1 聚合物的相对分子质量与黏度测定 | 第50-51页 |
| 2.2 聚合物与膜的结构和形貌表征 | 第51-54页 |
| 2.2.1 红外光谱(IR) | 第52页 |
| 2.2.2 核磁共振波谱(NMR) | 第52-53页 |
| 2.2.3 X射线衍射(XRD) | 第53页 |
| 2.2.4 扫描电子显微镜(SEM)和X射线能量色散谱(EDS) | 第53-54页 |
| 2.3 热稳定性与抗氧化性表征 | 第54-55页 |
| 2.3.1 热失重分析(TGA) | 第54-55页 |
| 2.3.2 Fenton实验 | 第55页 |
| 2.4 甲醇透过率 | 第55-56页 |
| 2.5 酸掺杂水平与溶胀率 | 第56-57页 |
| 2.6 机械性能 | 第57-58页 |
| 2.7 电导率 | 第58-59页 |
| 2.8 电池性能与寿命试验 | 第59-60页 |
| 2.9 本论文所用仪器设备信息 | 第60-62页 |
| 第3章 不同分子量mPBI聚合物的合成与膜性能研究 | 第62-74页 |
| 3.1 概述 | 第62页 |
| 3.2 实验药品与实验方法 | 第62-64页 |
| 3.2.1 实验药品 | 第62-63页 |
| 3.2.2 mPBI聚合物的合成与膜的制备 | 第63-64页 |
| 3.3 不同分子量mPBI聚合物的合成及其膜性能研究 | 第64-73页 |
| 3.3.1 聚合物的合成与膜制备 | 第64页 |
| 3.3.2 抗氧化性能 | 第64-65页 |
| 3.3.3 酸掺杂水平与溶胀性 | 第65-67页 |
| 3.3.4 电导率 | 第67-68页 |
| 3.3.5 机械性能 | 第68-70页 |
| 3.3.6 电池性能与寿命 | 第70-73页 |
| 3.4 小结 | 第73-74页 |
| 第4章 含氮杂环修饰的PBI聚合物膜的制备及其性能研究 | 第74-106页 |
| 4.1 概述 | 第74页 |
| 4.2 实验药品与实验方法 | 第74-77页 |
| 4.2.1 实验药品 | 第74-75页 |
| 4.2.2 苯并咪唑侧链接枝mPBI聚合物膜的制备 | 第75-76页 |
| 4.2.3 吡啶修饰PBI聚合物的合成 | 第76页 |
| 4.2.4 苯并咪唑主链修饰PBI共聚物的合成 | 第76-77页 |
| 4.3 苯并咪唑侧链接枝PBI聚合物膜(mPBI-BeIm) | 第77-87页 |
| 4.3.1 膜制备与结构表征 | 第77-79页 |
| 4.3.2 热稳定性 | 第79-80页 |
| 4.3.3 酸掺杂水平与溶胀性 | 第80-81页 |
| 4.3.4 机械性能 | 第81-82页 |
| 4.3.5 电导率与摩尔酸电导率 | 第82-84页 |
| 4.3.6 电池性能 | 第84-87页 |
| 4.4 吡啶修饰的PBI聚合物膜(OHPyPBI) | 第87-96页 |
| 4.4.1 聚合物的结构表征 | 第87-88页 |
| 4.4.2 酸掺杂水平与溶胀性 | 第88-89页 |
| 4.4.3 热稳定性 | 第89-90页 |
| 4.4.4 电导率 | 第90-93页 |
| 4.4.5 机械性能 | 第93-95页 |
| 4.4.6 电池性能 | 第95-96页 |
| 4.5 苯并咪唑主链修饰的PBI共聚物膜(AB-mPBI) | 第96-104页 |
| 4.5.1 共聚物合成与膜制备 | 第96-98页 |
| 4.5.2 共聚物的结构表征 | 第98-99页 |
| 4.5.3 热稳定性 | 第99-100页 |
| 4.5.4 酸掺杂水平与溶胀性 | 第100-102页 |
| 4.5.5 电导率与机械性能 | 第102-104页 |
| 4.6 小结 | 第104-106页 |
| 第5章 砜基PBI共聚物膜与交联膜的制备及性能研究 | 第106-133页 |
| 5.1 概述 | 第106页 |
| 5.2 实验药品与实验方法 | 第106-109页 |
| 5.2.1 实验药品 | 第106-107页 |
| 5.2.2 砜基PBI聚合物(SO_2PBI)及其共聚物的合成与膜制备 | 第107-108页 |
| 5.2.3 SO_2PBI交联膜的制备 | 第108-109页 |
| 5.2.4 交联反应模型实验 | 第109页 |
| 5.2.5 膜在有机溶剂(DMAc)中的溶解实验 | 第109页 |
| 5.3 砜基PBI共聚物膜(Co-SO_2PBI) | 第109-123页 |
| 5.3.1 共聚物的合成与膜制备 | 第109-112页 |
| 5.3.2 共聚物的结构表征 | 第112-114页 |
| 5.3.3 热稳定性与化学稳定性 | 第114-115页 |
| 5.3.4 酸掺杂水平与溶胀性 | 第115-117页 |
| 5.3.5 电导率与机械性能 | 第117-120页 |
| 5.3.6 电池性能与寿命 | 第120-123页 |
| 5.4 交联的SO_2PBI膜(CL-SO_2PBI) | 第123-132页 |
| 5.4.1 交联反应模型实验 | 第123-124页 |
| 5.4.2 DMAc溶解实验 | 第124-125页 |
| 5.4.3 化学稳定性与热稳定性 | 第125-126页 |
| 5.4.4 酸掺杂水平与溶胀性 | 第126-128页 |
| 5.4.5 电导率 | 第128页 |
| 5.4.6 机械性能 | 第128-129页 |
| 5.4.7 电池性能与寿命 | 第129-132页 |
| 5.5 小结 | 第132-133页 |
| 第6章 氟六PBI聚合物膜与其交联膜的制备及性能研究 | 第133-152页 |
| 6.1 概述 | 第133页 |
| 6.2 实验药品与实验方法 | 第133-136页 |
| 6.2.1 实验药品 | 第133-134页 |
| 6.2.2 氟六PBI聚合物(F_6PBI)的合成与膜制备 | 第134-135页 |
| 6.2.3 氯甲基化聚砜聚合物(CMPSU)的合成 | 第135页 |
| 6.2.4 F_6PBI交联膜的制备 | 第135-136页 |
| 6.3 磷酸掺杂F_6PBI膜的性能研究 | 第136-138页 |
| 6.3.1 F_6PBI膜的酸掺杂水平 | 第136-137页 |
| 6.3.2 磷酸掺杂F_6PBI膜的机械性能 | 第137-138页 |
| 6.4 交联的F_6PBI膜(CrL-F_6PBI) | 第138-150页 |
| 6.4.1 结构表征与DMAc溶解实验 | 第138-140页 |
| 6.4.2 热稳定性 | 第140-141页 |
| 6.4.3 化学稳定性 | 第141-142页 |
| 6.4.4 酸掺杂水平与溶胀性 | 第142-145页 |
| 6.4.5 机械性能 | 第145-147页 |
| 6.4.6 电导率 | 第147-148页 |
| 6.4.7 电池性能与寿命 | 第148-150页 |
| 6.5 小结 | 第150-152页 |
| 第7章 咪唑基团修饰的聚砜与Nafion膜的制备与性能研究 | 第152-176页 |
| 7.1 概述 | 第152页 |
| 7.2 实验药品及实验方法 | 第152-156页 |
| 7.2.1 实验药品 | 第152-153页 |
| 7.2.2 咪唑基接枝聚砜膜的制备 | 第153-154页 |
| 7.2.3 碱性离子液体(BMImOH)的合成 | 第154-155页 |
| 7.2.4 咪唑基离子液体组装Nafion膜的制备 | 第155-156页 |
| 7.3 咪唑基接枝聚砜膜(ImPSU) | 第156-165页 |
| 7.3.1 聚合物结构与膜形貌的表征 | 第156-158页 |
| 7.3.2 热稳定性 | 第158-159页 |
| 7.3.3 酸掺杂水平与溶胀性 | 第159-162页 |
| 7.3.4 电导率 | 第162-163页 |
| 7.3.5 机械性能 | 第163-164页 |
| 7.3.6 电池性能 | 第164-165页 |
| 7.4 咪唑基离子液体组装的Nafion膜(Nafion/BMIm) | 第165-175页 |
| 7.4.1 复合膜的制备 | 第165-166页 |
| 7.4.2 复合膜的结构表征 | 第166-167页 |
| 7.4.3 酸掺杂水平与溶胀性 | 第167-170页 |
| 7.4.4 热稳定性 | 第170-171页 |
| 7.4.5 甲醇透过率 | 第171-173页 |
| 7.4.6 电导率与机械性能 | 第173-175页 |
| 7.5 小结 | 第175-176页 |
| 第8章 结论与展望 | 第176-180页 |
| 参考文献 | 第180-204页 |
| 致谢 | 第204-206页 |
| 附录1：攻读博士学位期间发表的论文及授权专利 | 第206-210页 |
| 附录2：作者简介 | 第210页 |
