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长寿命碱性燃料电池阴离子交换膜研究

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长寿命碱性燃料电池阴离子交换膜研究
论文目录
 
学位论文数据集第1-6页
本论文主要创新工作第6-8页
摘要第8-12页
ABSTRACT第12-16页
符号说明第28-30页
第一章 绪论第30-60页
    1.1 引言第30页
    1.2 燃料电池技术第30-32页
        1.2.1 燃料电池工作原理第30-31页
        1.2.2 燃料电池分类第31-32页
    1.3 AMFC与碱性膜第32-33页
    1.4 碱性膜的发展第33-42页
        1.4.1 聚合物骨架第34-35页
        1.4.2 季铵阳离子与咪唑阳离子第35-39页
        1.4.3 季鏻阳离子与叔锍阳离子第39-41页
        1.4.4 有机-金属阳离子第41-42页
    1.5 AEM的结构设计与性能提升策略第42-56页
        1.5.1 阳离子远程接枝型第44-46页
        1.5.2 阳离子簇型第46-48页
        1.5.3 阳离子串型第48-49页
        1.5.4 嵌段共聚型第49-53页
        1.5.5 交联型碱性膜第53-54页
        1.5.6 有机-无机杂化膜第54-56页
    1.6 小结第56-57页
    1.7 AEM研发面临的挑战第57-58页
    1.8 研究思路与文章结构第58-60页
第二章 实验材料与表征方法学第60-66页
    2.1 试剂与仪器第60-62页
    2.2 表征与测试方法第62-66页
        2.2.1 核磁(NMR)第62页
        2.2.2 红外(FTIR)第62页
        2.2.3 扫描电子显微镜(SEM)第62-63页
        2.2.4 透射电子显微镜(TEM)第63页
        2.2.5 原子力子显微镜(AFM)第63页
        2.2.6 小角X射线散射(SAXS)第63页
        2.2.7 热重分析(TGA)第63页
        2.2.8 机械性能测试第63-64页
        2.2.9 凝胶渗透色谱(GPC)第64页
        2.2.10 溶胀(Sr)、水吸收(Wu)、离子交换容量(IEC)、水合数(λ)第64页
        2.2.11 离子传导率第64-65页
        2.2.12 耐碱性测试第65页
        2.2.13 单电池性能测试第61-66页
第三章 新型二茂钴阳离子-聚苯并咪唑阴离子交换膜第66-83页
    3.1 引言第66页
    3.2 实验部分第66-70页
        3.2.1 二茂钴-六氟磷酸盐(Cp_2Co~+PF_6~-)的合成第66-67页
        3.2.2 1,1'-二甲基二茂钴六氟磷酸盐(DMCp_2Co~+PF_6~-)的合成第67页
        3.2.3 1,1’-二羧基二茂钴六氟磷酸盐(DCCp_2Co~+PF_6~-)的合成第67-68页
        3.2.4 聚[2,2'-(1,1'-二茂钴阳离子)-5,5,-二(N-甲基二苯并咪唑)]盐(MCp_2Co~+OH~--PBI)的合成第68页
        3.2.5 聚[2,2'-(1,1'-二茂钴阳离子)-2,-(1,1'-丁基)-5,5'-二(N-甲基二苯并咪唑)]碳酸氢盐(MCp_2Co~+OH~--B-PBI)的合成第68-69页
        3.2.6 聚[2,2'-(1,1’-二茂钴阳离子)-2,-(对亚苯基)-5,5’-二(N-甲基二苯并咪唑)]碳酸氢盐(MCp_2Co~+OH~--PP-PBI)的合成第69-70页
    3.3 结果与讨论第70-81页
        3.3.1 阳离子耐碱性研究第70-74页
        3.3.2 聚合物结构与形貌表征第74-77页
        3.3.3 IEC、水吸收、溶胀、力学性能第77-78页
        3.3.4 热稳定性第78-79页
        3.3.5 离子传导率第79-80页
        3.3.6 耐碱性第80-81页
    3.4 本章小结第81-82页
    3.5 本章主要创新点第82-83页
第四章 氮杂螺环阳离子负载型聚苯醚碱性膜第83-103页
    4.1 引言第83页
    4.2 实验部分第83-89页
        4.2.1 3-(3-(4-哌啶基)丙基)-6-氮杂螺[5.5]十一烷(P-ASU)的合成第83-85页
        4.2.2 ASU-PPO的合成第85-86页
        4.2.3 ASU-TC-PPO的合成第86-89页
    4.3 结果与讨论第89-101页
        4.3.1 P-ASU,ASU-PPO,与ASU-TC-PPO的合成与设计思路第89-90页
        4.3.2 P-ASU耐碱寿命测试第90-92页
        4.3.3 IEC,Wu,Sr的关系第92-94页
        4.3.4 膜形貌,相结构与离子传导率的关系第94-97页
        4.3.5 热稳定性与机械性能第97-98页
        4.3.6 耐碱性第98-100页
        4.3.7 AMFC性能测试第100-101页
    4.4 本章小结第101-102页
    4.5 本章主要创新点第102-103页
第五章 氮杂环阳离子交联型-聚苯醚/聚联苯碱性膜第103-117页
    5.1 引言第103-104页
    5.2 实验部分第104-106页
        5.2.1 聚(二联苯-N-甲基哌啶)(m-PBP)的合成第104页
        5.2.2 聚(二联苯-N,N-二甲基哌啶盐)碘化物(dm-PBP)的合成第104页
        5.2.3 交联型PBP-ASU-PPO的合成第104-106页
    5.3 结果与讨论第106-114页
        5.3.1 PBP膜的开发与性能研究第106-107页
        5.3.2 IEC,水吸收,溶胀度第107-108页
        5.3.3 热性能和机械性能第108-109页
        5.3.4 膜形貌与离子传导率第109-111页
        5.3.5 耐碱寿命第111-113页
        5.3.6 单电池性能第113-114页
    5.4 本章小结第114-115页
    5.5 本章主要创新点第115-116页
    长寿命AEM膜总结与展望第116-117页
第六章 离子液体改性-二氧化硅/聚苯醚复合膜第117-131页
    6.1 引言第117页
    6.2 实验部分第117-122页
        6.2.1 IL-SiO_2的合成第117-120页
        6.2.2 QAPPO膜的合成第120页
        6.2.3 QAPPO/IL-SiO_2复合膜的合成第120-122页
    6.3 结果与讨论第122-129页
        6.3.1 IEC与溶胀的变化规律第123-124页
        6.3.2 离子传导率与机械性能的提升规律第124-126页
        6.3.3 热稳定性与保水能力第126-127页
        6.3.4 单电池性能测试第127-128页
        6.3.5 抗毒化性能测试第128-129页
    6.4 本章小结第129-130页
    6.5 本章创新点第130-131页
第七章 “三明治”结构改性二氧化硅-聚苯醚复合膜第131-147页
    7.1 引言第131-132页
    7.2 实验部分第132-136页
        7.2.1 1,2-二甲基咪唑改性SiO_2 (Im-SiO_2)的合成第132-133页
        7.2.2 TA-PPO的合成第133-134页
        7.2.3 “三明治”结构Im-SiO_2/TA-PPO复合膜的制备第134-136页
    7.3 结果与讨论第136-145页
        7.3.1 三明治结构复合膜的设计思路与结构表征第136-139页
        7.3.2 三明治结构复合膜IEC,Wu,Sr的变化规律第139-140页
        7.3.3 离子传导率变化规律第140-141页
        7.3.4 机械性能与热稳定性第141-142页
        7.3.5 化学稳定性第142-145页
    7.4 本文工作小结第145-146页
    7.5 本章主要创新点第146-147页
第八章 多孔“三明治”结构改性水滑石/聚苯醚复合膜第147-166页
    8.1 引言第147-148页
    8.2 实验部分第148-152页
        8.2.1 改性LDH(QA-LDH)的合成第148-150页
        8.2.2 TC-PPO的合成第150页
        8.2.3 多孔三明治结构QA-LDH/TC-PPO复合膜的制备第150-152页
    8.3 结果与讨论第152-164页
        8.3.1 多孔三明治结构复合膜的结构表征与设计思路第152-155页
        8.3.2 IEC,Wu,Sr的变化规律第155-156页
        8.3.3 “三明治”结构复合膜的界面稳定性第156-157页
        8.3.4 离子传导率测试第157-159页
        8.3.5 机械性能与热稳定性测试第159-161页
        8.3.6 耐碱性测试第161-163页
        8.3.7 单电池性能测试第163-164页
    8.4 本章小结第164-165页
    8.5 本章主要创新点第165-166页
本文工作总结第166-169页
本文创新点第169-170页
参考文献第170-183页
致谢第183-185页
博士期间发表研究论文与取得的科研成果第185-188页
作者与导师简介第188-189页
附件第189-190页

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