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磺化聚磷腈类质子交换膜的制备与性能研究

摘要第5-7页
abstract第7-8页
第一章 绪论第13-41页
    1.1 燃料电池第13-15页
        1.1.1 燃料电池技术第13-14页
        1.1.2 燃料电池的发展第14页
        1.1.3 燃料电池的类型第14-15页
    1.2 质子交换膜燃料电池(PEMFC)第15-17页
        1.2.1 PEMFC的概述第16页
        1.2.2 PEMFC的工作原理第16-17页
    1.3 直接甲醇燃料电池(DMFC)第17-19页
        1.3.1 DMFC的工作原理第17-18页
        1.3.2 DMFC当前面临的主要技术问题第18-19页
    1.4 质子交换膜的研究第19-37页
        1.4.1 全氟磺酸质子交换膜第19-20页
        1.4.2 改性全氟磺酸Nafion膜第20-21页
        1.4.3 磺化非氟类质子交换膜第21-32页
        1.4.4 复合改性的无机-有机类质子交换膜第32页
        1.4.5 嵌段聚合物的质子交换膜第32-34页
        1.4.6 接枝聚合物的质子交换膜第34-35页
        1.4.7 交联型聚合物的质子交换膜第35-37页
    1.5 博士论文的主要研究内容第37-41页
第二章 聚磷腈-接枝-磺化聚[(苯乙烯)-共聚-(N-苄基马来酰亚胺)]质子交换膜的合成与表征第41-61页
    2.1 绪论第41-42页
    2.2 实验部分第42-51页
        2.2.1 实验试剂第42页
        2.2.2 实验仪器第42-44页
        2.2.3 聚二苯氧基磷腈(PBPP)的合成第44-45页
        2.2.4 磺化聚二苯氧基磷腈 (SPBPP)的合成第45页
        2.2.5 聚[二(4-甲基苯氧基)磷腈](PMPP)的合成第45页
        2.2.6 大分子引发剂溴代聚[二(4-甲基苯氧基)磷腈](PMPP-Br)的合成第45-46页
        2.2.7 聚[二(4-甲基苯氧基)磷腈]-接枝-聚[(苯乙烯)-共聚-(N-苄基马来酰亚胺)](PP-g-PSN)的合成第46页
        2.2.8 聚[二(4-甲基苯氧基)磷腈]-接枝-磺化聚[(苯乙烯)-共聚-(N-苄基马来酰亚胺)] (PPN-Sx)的合成第46-47页
        2.2.9 磺化聚磷腈膜的制备第47页
        2.2.10 膜的性能测试第47-51页
    2.3 结果与讨论第51-60页
        2.3.1 大分子引发剂溴代聚[二(4-甲基苯氧基)磷腈](PMPP-Br)的合成第51页
        2.3.2 通过ATRP反应合成共聚物聚[二(4-甲基苯氧基)磷腈]-接枝-聚[(苯乙烯)-共聚-(N-苄基马来酰亚胺)]第51-52页
        2.3.3 接枝聚合物的磺化反应第52-55页
        2.3.4 离子交换容量(IEC),吸水性和溶胀度第55-56页
        2.3.5 质子传导率和甲醇渗透率第56-58页
        2.3.6 热力学性能第58页
        2.3.7 氧化稳定性第58-59页
        2.3.8 形貌分析第59-60页
    2.4 本章小结第60-61页
第三章 磺化聚磷腈与含烷基磺酸侧链的聚环磷腈交联聚合物质子交换膜的合成和表征第61-76页
    3.1 绪论第61页
    3.2 实验部分第61-67页
        3.2.1 实验试剂第61-62页
        3.2.2 实验仪器第62-64页
        3.2.3 聚[(4-氟苯氧基)苯氧基磷腈](PFPP)的合成(1)第64页
        3.2.4 磺化聚[(4-氟苯氧基)苯氧基磷腈](SPFPP)的合成(2)第64页
        3.2.5 四取代环三磷腈单体(N3P3(OC6H4OCH3)4Cl2)的合成(3)第64-65页
        3.2.6 含甲氧基聚环磷腈聚合物的合成(4)第65页
        3.2.7 含羟基聚环磷腈聚合物的合成(5)第65页
        3.2.8 磺化聚环磷腈聚合物的合成(SPCP)(6)第65-66页
        3.2.9 交联剂2,6-二(羟甲基)4甲基苯酚(BHMP)的合成第66页
        3.2.10 交联膜(cSPFPP/SPCP)的制备和质子交换第66-67页
        3.2.11 性能测试第67页
    3.3 结果与讨论第67-75页
        3.3.1 共聚物6(SPCP)的合成与表征第67-71页
        3.3.2 cSPFPP/SPCP膜的红外吸收光谱和热力学分析第71-72页
        3.3.3 膜的离子交换容量(IEC),吸水性和溶胀度第72页
        3.3.4 氧化稳定性第72-73页
        3.3.5 质子传导性和甲醇渗透率第73-74页
        3.3.6 机械性能第74-75页
        3.3.7 微观形貌观察第75页
    3.4 本章小结第75-76页
第四章 含全氟磺酸/烷基磺酸侧链聚磷腈质子交换膜的合成和表征第76-90页
    4.1 绪论第76-77页
    4.2 实验部分第77-82页
        4.2.1 实验试剂第77页
        4.2.2 实验仪器第77-79页
        4.2.3 聚[(4-三氟甲基苯氧基)(4-甲基苯氧基)磷腈](PTMPP)的合成第79页
        4.2.4 大分子引发剂溴代聚[(4-三氟甲基苯氧基)(4-甲基苯氧基)磷腈](PTMPP-Br)的合成第79-80页
        4.2.5 聚[(4-三氟甲基苯氧基)(4-甲基苯氧基)磷腈]-接枝-聚[(苯乙烯)1-共聚-(4-乙酰氧基苯乙烯)1](T-PS1-PAS1)的合成第80页
        4.2.6 聚[(4-三氟甲基苯氧基)(4-甲基苯氧基)磷腈]-接枝-聚[(苯乙烯)1-共聚-(4-羟基苯乙烯)1](T-PS1-PHS1)的合成第80-81页
        4.2.7 聚[(4-三氟甲基苯氧基)(4-甲基苯氧基)磷腈]-接枝-聚[(苯乙烯)1-共聚-(4-磺酸丁氧基苯乙烯)1](T-PS1-PASBS1)的合成第81页
        4.2.8 聚[(4-三氟甲基苯氧基)(4-甲基苯氧基)磷腈]-接枝-聚[(苯乙烯)1-共聚-(4-全氟磺酸苯乙烯)1](T-PS1-PFSBS1)的合成第81页
        4.2.9 聚[(4-三氟甲基苯氧基)(4-甲基苯氧基)磷腈]-接枝-聚[(苯乙烯)2-共聚-(4-全氟磺酸苯乙烯)1(4-磺酸丁氧基苯乙烯)1][ T-PS2-P (FSBS1-ASBS1)]的合成第81-82页
        4.2.10 膜的制备和质子交换第82页
        4.2.11 性能测试第82页
    4.3 结果与讨论第82-89页
        4.3.1 共聚物的合成和表征第82-85页
        4.3.2 热力学性质和氧化稳定性的测试第85-86页
        4.3.3 离子交换容量(IEC),吸水性和溶胀度测试第86-87页
        4.3.4 质子传导率第87-88页
        4.3.5 甲醇渗透性和选择性第88页
        4.3.6 微观形貌观察第88-89页
    4.4 本章小结第89-90页
第五章 含全氟磺酸侧链的聚磷腈与磺化聚醚醚酮交联聚合物质子交换膜的合成和表征第90-104页
    5.1 绪论第90-91页
    5.2 实验部分第91-96页
        5.2.1 实验试剂第91页
        5.2.2 实验仪器第91-93页
        5.2.3 磺化聚醚醚酮(SPEEK)的合成第93页
        5.2.4 聚[(4-甲基苯氧基) (4-甲氧基苯氧基)磷腈](PMMP)的合成第93-94页
        5.2.5 大分子引发剂溴代聚[(4-甲基苯氧基)(4-甲氧基苯氧基)磷腈](PMMP-Br)的合成第94-95页
        5.2.6 聚[(4-甲基苯氧基)(4-甲氧基苯氧基)磷腈]-接枝-聚苯乙烯(PMMP-g-PS)的合成第95页
        5.2.7 聚[(4-甲基苯氧基)(4-羟基苯氧基)磷腈]-接枝-聚苯乙烯(PMHP-g-PS)的合成第95页
        5.2.8 聚[(4-甲基苯氧基)(4-全氟磺酸苯氧基)磷腈]-接枝-聚苯乙烯(PMFP-g-PS)的合成第95-96页
        5.2.9 膜的制备和质子交换第96页
        5.2.10 性能测试第96页
    5.3 结果与讨论第96-102页
        5.3.1 共聚物的合成与表征第96-98页
        5.3.2 热力学和氧化稳定性第98-99页
        5.3.3 离子交换容量(IEC),吸水率和溶胀度测试第99-100页
        5.3.4 质子传导率和甲醇渗透率第100-102页
        5.3.5 微观形貌观察第102页
    5.4 本章小结第102-104页
结论第104-106页
展望第106-107页
参考文献第107-121页
攻读博士学位期间发表的论文第121-122页
致谢第122页

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