| 摘要 | 第1-13页 |
| Abstract | 第13-17页 |
| 第一章 绪论 | 第17-48页 |
| 1-1 全氟磺酸质子交换膜概述 | 第17-22页 |
| 1-1.1 全氟磺酸质子交换膜的结构特点 | 第17-19页 |
| 1-1.2 全氟磺酸质子交换膜中的质子传递机理 | 第19-20页 |
| 1-1.3 全氟磺酸质子交换膜的甲醇渗透机理 | 第20-21页 |
| 1-1.4 全氟磺酸质子交换膜的质子选择性 | 第21-22页 |
| 1-2 全氟磺酸质子交换膜的改进 | 第22-34页 |
| 1-2.1 全氟磺酸高分子与无机物复合质子交换膜 | 第22-28页 |
| 1-2.2 全氟磺酸高分子与有机物复合质子交换膜 | 第28-33页 |
| 1-2.3 全氟磺酸高分子复合膜研究现状及存在问题小结 | 第33-34页 |
| 1-3 非全氟质子交换膜体系的研究概况 | 第34-40页 |
| 1-3.1 部分氟化型质子交换膜 | 第34-37页 |
| 1-3.2 无氟(碳氢聚合物)型质子交换膜 | 第37-40页 |
| 1-3.3 非全氟质子交换膜体系研究概况小结 | 第40页 |
| 1-4 本论文的主要研究内容和意义 | 第40-41页 |
| 参考文献 | 第41-48页 |
| 第二章 实验与仪器方法 | 第48-66页 |
| 2-1 主要化学试剂 | 第48-49页 |
| 2-2 质子交换膜的制备 | 第49-52页 |
| 2-2.1 Nafion117膜的预处理 | 第49页 |
| 2-2.2 Nafion/有机硅氧化物复合膜的制备 | 第49-50页 |
| 2-2.3 有机硅烷偶联剂水解产物的制备 | 第50页 |
| 2-2.4 Nafion/半互贯穿网络型(semi-IPN)Nafion/交联PVP复合膜的制备 | 第50-51页 |
| 2-2.5 互贯穿网络型(IPN)聚偏氟乙烯(PVDF)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)聚合物质子交换膜 | 第51-52页 |
| 2-3 质子交换膜的表征方法和技术 | 第52-64页 |
| 2-3.1 质子交换膜甲醇渗透率的测定 | 第52-53页 |
| 2-3.2 质子交换膜质子电导率的测定 | 第53-54页 |
| 2-3.3 质子交换膜表面形貌表征—扫描电子显微技术(SEM) [6] | 第54-55页 |
| 2-3.4 质子交换膜化学结构组成表征—傅里叶变换红外光谱技术(FTIR)[9] | 第55-56页 |
| 2-3.5 质子交换膜晶相结构表征—广角X射线粉末晶体衍射技术(WAXRD) | 第56-57页 |
| 2-3.6 质子交换膜的热稳定性分析—热分析技术[12,13] | 第57-58页 |
| 2-3.7 质子交换膜的热分解产物测定—热重分析—质谱联用技术(TG-MS) | 第58-60页 |
| 2-3.8 固体核磁共振谱技术(solid-state NMR) | 第60-64页 |
| 2-4 电池测试 | 第64-65页 |
| 2-4.1 膜电极(MEA)的组装 | 第64页 |
| 2-4.2 单电池测试 | 第64-65页 |
| 参考文献 | 第65-66页 |
| 第三章 硅氧化物表面不同基团调控复合质子交换膜性能研究 | 第66-91页 |
| 3-1 引言 | 第66-67页 |
| 3-2 计时电流法测定甲醇溶液浓度的可行性 | 第67-69页 |
| 3-3 Nafion/有机硅氧化物复合膜的制备及甲醇渗透率,质子电导率的测定 | 第69-73页 |
| 3-4 Nafion/有机硅氧化物复合膜的组成及结构分析 | 第73-86页 |
| 3-4.1 Nafion/有机硅氧化物复合膜的表面形貌 | 第73-77页 |
| 3-4.2 Nafion117膜及复合膜的表面漫反射红外光谱 | 第77-78页 |
| 3-4.3 Nafion117膜及复合膜的广角XRD衍射谱 | 第78-81页 |
| 3-4.4 Nafion117膜及各复合膜的TGA、TG-MS分析结果 | 第81-85页 |
| 3-4.5 SILCPM4及4#SCA水解产物的~(15)N CPMAS固体核磁共振谱 | 第85-86页 |
| 3-5 Nafion/有机硅氧化物复合膜的电池性能测试 | 第86-87页 |
| 3-6 本章小结 | 第87-88页 |
| 参考文献 | 第88-91页 |
| 第四章半互贯穿网络型Nafion/PVP复合膜的制备及性能研究 | 第91-119页 |
| 4-1 引言 | 第91-93页 |
| 4-2 气相色谱法测定甲醇溶液浓度 | 第93-94页 |
| 4-3 互贯穿聚合物网络(IPN)体系中聚合物组分的选择 | 第94-95页 |
| 4-4 半互贯穿聚合物网络(semi-IPN)型Nafion/交联PVP复合膜的组成及结构分析 | 第95-104页 |
| 4-4.1 semi-IPN型Nafion/交联PVP复合膜的表面形貌 | 第95-97页 |
| 4-4.2 semi-IPN型Nafion/交联PVP复合膜的表面漫反射红外光谱(DRFTIR) | 第97页 |
| 4-4.3 semi-IPN型Nafion/交联PVP复合膜的广角XRD谱及其结晶度 | 第97-100页 |
| 4-4.4 semi-IPN型Nafion/交联PVP复合膜的TG及TG-MS实验结果分析 | 第100-104页 |
| 4-5 半互贯穿聚合物网络型Nafion/交联PVP复合膜的性能分析 | 第104-108页 |
| 4-5.1 semi-IPN型Nafion/交联PVP复合膜的水携带量及溶胀性能测试 | 第104-106页 |
| 4-5.2 semi-IPN型Nafion/交联PVP复合膜的甲醇渗透率及质子电导率 | 第106-108页 |
| 4-6 semi-IPN型Nafion/交联PVP复合膜的固体核磁共振表征结果 | 第108-116页 |
| 4-6.1 semi-IPN型Nafion/交联PVP复合膜的1H MAS固体核磁共振谱 | 第108-112页 |
| 4-6.2 semi-IPN型Nafion/交联PVP复合膜的~1H自旋—晶格弛豫时间~HT_1的测定以及质子运动活化能Ea的数学拟合求定 | 第112-116页 |
| 4-7 本章小结 | 第116页 |
| 参考文献 | 第116-119页 |
| 第五章 聚偏氟乙烯/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸复合质子交换膜制备及性能的探索研究 | 第119-148页 |
| 5-1 引言 | 第119页 |
| 5-2 替代膜体系聚合物组分的选择 | 第119-121页 |
| 5-2.1 互贯穿网络型(IPN)聚乙烯吡咯烷酮(PVP)/2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)聚合物质子交换膜 | 第119-120页 |
| 5-2.2 IPN型聚偏氟乙烯(PVDF)/AMPS聚合物质子交换膜 | 第120-121页 |
| 5-3 IPN型PVDF/AMPS质子交换膜制备条件的优化 | 第121-128页 |
| 5-3.1 合适溶剂的选择 | 第121-122页 |
| 5-3.2 搅拌方式的选择 | 第122-124页 |
| 5-3.3 AMPS的预聚合 | 第124-125页 |
| 5-3.4 交联程度的优化 | 第125-128页 |
| 5-4 IPN型PVDF/AMPS质子交换膜的制备及性能优化 | 第128-141页 |
| 5-4.1 交联剂种类及用量的优化 | 第128-134页 |
| 5-4.2 对PVDF的热处理交联 | 第134-139页 |
| 5-4.3 其它制备条件对膜性能的影响 | 第139-141页 |
| 5-5 IPN型PVDF/AMPS质子交换膜表面形貌及热稳定性分析 | 第141-144页 |
| 5-5.1 IPN型PVDF/AMPS质子交换膜的表面形貌 | 第141-143页 |
| 5-5.2 IPN型PVDF/AMPS质子交换膜的TG曲线 | 第143-144页 |
| 5-6 PVDF/AMPS (NMBA)型质子交换膜表面改性的初步研究 | 第144-145页 |
| 5-7 本章小结 | 第145-146页 |
| 参考文献 | 第146-148页 |
| 第六章 论文的总结与展望 | 第148-150页 |
| 攻读博士学位期间发表的文章及所获专利 | 第150-151页 |
| 致谢 | 第151页 |
