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质子交换膜燃料电池膜的改性及热化学研究

作　者: 于萍
导　师: 孙立贤；胡世贤
学　校: 辽宁师范大学
专　业: 有机化学
关键词: 质子交换膜燃料电池 Nafion膜 膜的修饰 改性 热化学
分类号: TM911
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
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内容摘要


质子交换膜燃料电池（PEMFC）和直接醇燃料电池（DMFC）是汽车工业的绿色能源，对缓解能源紧缺以及环境恶化有着重要的意义。本文介绍了质子交换膜燃料电池（PEMFC）和直接醇燃料电池（DMFC）的工作机理、特点及优势，膜的作用机理及结构。运用多种无机物及有机物体系对Nafion 膜进行了修饰，采用热重（TG），微分热重（DTG），差热（DTA），差示扫描量热（DSC）等热分析手段，及红外（IR）技术对其进行了表征，并展望了他们广泛的商业应用前景。

全文目录


1   前言  5-7
2   文献综述  7-15
  2．1   燃料电池的发展现状  7
  2．2   质子交换膜燃料电池  7-11
    2．2．1   质子交换膜燃料电池的工作原理  8
    2．2．2   多孔气体扩散电极  8-9
    2．2．3   质子交换膜  9-10
    2．2．4   膜的修饰与直接醇燃料电池（DMFC）  10-11
      2．2．4．1   直接醇燃料电池（DMFC）  10-11
      2．2．4．2   Nafion膜的修饰  11
  2．3   热分析技术  11-15
    2．3．1   热重法（TG）及微分热重法（DTG）  12-13
    2．3．2   差热分析法（DTA）及差示扫描量热法（DSC）  13-15
3   实验部分  15-19
  3．1   实验仪器及原料、试剂  15-16
    3．1．1   实验仪器  15
    3．1．2   实验原料  15
    3．1．3   实验试剂  15-16
  3．2   Nafion膜的改性  16-19
    3．2．1   无机离子对Nafion膜的修饰  16-17
    3．2．2   有机物对Nafion膜的修饰  17-19
      3．2．2．1   苯胺对Nafion膜的修饰  17
      3．2．2．2   邻苯二胺、间苯二胺和对苯二胺对Nafion膜的修饰  17
      3．2．2．3   苯骈咪唑及过硫酸铵和苯骈咪唑及三氯化铁体系对Nafion膜的修饰  17
      3．2．2．4   苯骈咪唑及N,N-二甲基-甲酰胺体系对Nafion膜的修饰  17
      3．2．2．5   苄基三甲基氯化铵对Nafion膜的修饰  17-18
      3．2．2．6   N-甲基吡咯及吡咯对Nafion膜的修饰  18
      3．2．2．7   咪唑及焦硫酸铵体系对Nafion膜的修饰  18-19
4   膜的表征  19-21
  4．1   膜的热化学表征  19-20
    4．1．1   膜的热重分析（TG）、微分热重分析（DTG）及差热分析（DTA）  19
    4．1．2   膜的差示扫描量热分析（DSC）  19-20
  4．2   膜的红外（IR）表征  20-21
5   结果与讨论  21-56
  5．1   Nafion膜的热重（TG）、微分热重（DTG）及差热分析（DTA）结果  21-39
    5．1．1   无机离子修饰的Nafion膜的结果  21-25
    5．1．2   有机物修饰的Nafion膜的结果  25-39
      5．1．2．1   苯胺修饰的Nafion膜的结果  25-27
      5．1．2．2   邻苯二胺、间苯二胺及对苯二胺修饰Nafion膜的结果  27-31
      5．1．2．3   苯骈咪唑、过硫酸铵及三氯化铁对Nafion膜的修饰结果  31-32
      5．1．2．4   苯骈咪唑及N,N-二甲基-甲酰胺体系修饰的Nafion膜的结果  32-34
      5．1．2．5   苄基三甲基氯化铵修饰的Nafion膜的结果  34-35
      5．1．2．6   N-甲基吡咯及吡咯修饰的Nafion膜的结果  35-38
      5．1．2．7   用咪唑及焦硫酸铵体系修饰的Nafion的结果  38-39
  5．2   Nafion膜的差示扫描量热分析（DSC）结果  39-53
    5．2．1   无机离子修饰的Nafion膜的DSC结果  39-45
    5．2．2   有机物修饰的Nafion膜的DSC结果  45-53
      5．2．2．1   苯胺修饰的Nafion膜的DSC结果  45-46
      5．2．2．2   邻苯二胺,间苯二胺及对苯二胺修饰的Nafion膜的的结果  46-48
      5．2．2．3   苯骈咪唑及过硫酸铵和三氯化铁体系修饰的Nafion膜的DSC结果  48-49
      5．2．2．4   苯骈咪唑及N,N-二甲基-甲酰胺体系修饰的Nafion膜的DSC结果  49-50
      5．2．2．5   苄基三甲基氯化铵修饰的Nafion膜的DSC结果  50
      5．2．2．6   N-甲基吡咯及吡咯修饰的Nafion膜的DSC结果  50-52
      5．2．2．7   咪唑修饰的Nafion膜DSC结果  52-53
  5．3   Nafion膜的红外分析结果  53-56
6 结论  56-57
英文摘要  57-58
致谢  58-59
参考文献  59-62
发表论文  62-63

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 独立电源技术（直接发电） > 化学电源、电池、燃料电池
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