研究磺化聚苯并咪唑质子交换膜的制备过程及其表征方法.docx

研究磺化聚苯并咪唑质子交换膜的制备过程及其表征方法

目录

内容概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1.1质子交换膜在燃料电池中的应用前景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.1.2磺化聚苯并咪唑材料的优势分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.2.1质子交换膜材料的发展历程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

1.2.2磺化聚苯并咪唑材料的制备技术进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

1.2.3磺化聚苯并咪唑材料的表征方法综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

1.3研究目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

1.3.1本研究的主要目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

1.3.2本研究的主要研究内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

1.4技术路线与研究方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

1.4.1总体技术路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

1.4.2主要研究方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

磺化聚苯并咪唑质子交换膜的制备过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

2.1实验原料与试剂．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.1.1主要原料的规格与来源．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

2.1.2实验试剂的纯度与储存．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

2.2制备工艺流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

2.2.1聚苯并咪唑的合成路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

2.2.2磺化反应的优化条件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

2.2.3膜的制备方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

2.3影响因素分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

2.3.1磺化程度对膜性能的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

2.3.2制备工艺参数对膜性能的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

磺化聚苯并咪唑质子交换膜的表征方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

3.1物理结构表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

3.1.1形貌表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

3.1.2晶体结构表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

3.1.3孔隙结构表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

3.2化学结构表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

3.2.1元素分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

3.2.2红外光谱分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

3.2.3核磁共振波谱分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

3.3膜性能表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

3.3.1水稳定性测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

3.3.2离子电导率测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

3.3.3机械性能测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．