| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| TABLE OF CONTENTS | 第12-16页 |
| 图目录 | 第16-18页 |
| 表目录 | 第18-20页 |
| 主要符号表 | 第20-22页 |
| 1 绪论 | 第22-41页 |
| 1.1 燃料电池简介 | 第22-24页 |
| 1.1.1 燃料电池的特点 | 第22-23页 |
| 1.1.2 燃料电池的种类 | 第23-24页 |
| 1.2 质子交换膜燃料电池 | 第24-28页 |
| 1.2.1 质子交换膜燃料电池的应用 | 第24-25页 |
| 1.2.2 质子交换膜燃料电池的结构和工作原理 | 第25-26页 |
| 1.2.3 质子交换膜燃料电池的热力学和动力学原理 | 第26-28页 |
| 1.3 质子交换膜 | 第28-36页 |
| 1.3.1 质子传递机理 | 第28-29页 |
| 1.3.2 全氟磺酸型质子交换膜 | 第29-31页 |
| 1.3.3 低湿性能优化 | 第31-36页 |
| 1.4 分子动力学模拟 | 第36-39页 |
| 1.4.1 分子动力学基本原理 | 第37页 |
| 1.4.2 分子动力学模拟的力场 | 第37-38页 |
| 1.4.3 分子动力学模拟在质子交换膜领域的应用 | 第38-39页 |
| 1.5 本文主要研究思路与内容 | 第39-41页 |
| 2 Pt-LDHs自增湿催化剂的制备 | 第41-61页 |
| 2.1 实验部分 | 第41-44页 |
| 2.1.1 实验材料及试剂 | 第41-42页 |
| 2.1.2 LDHs的制备 | 第42页 |
| 2.1.3 Pt-LDHs催化剂的制备 | 第42-43页 |
| 2.1.4 Nafion/LDHs复合膜的制备 | 第43页 |
| 2.1.5 Pt-LDHs催化剂的表征 | 第43-44页 |
| 2.2 LDHs的结构与性能 | 第44-48页 |
| 2.2.1 元素分析 | 第44-45页 |
| 2.2.2 LDHs的结构 | 第45-47页 |
| 2.2.3 LDHs的热稳定性 | 第47-48页 |
| 2.3 LDHs 16h和Pt-LDHs 16h的结构对比 | 第48-50页 |
| 2.3.1 催化剂样品制备条件 | 第48页 |
| 2.3.2 LDHs 16h和Pt-LDHs 16h的结构 | 第48-50页 |
| 2.4 还原时间对Pt-LDHs的影响 | 第50-59页 |
| 2.4.1 Pt-LDHs的剥离态结构 | 第50-53页 |
| 2.4.2 Pt-LDHs的红外谱图 | 第53-54页 |
| 2.4.3 Pt-LDHs中Pt的形态 | 第54-56页 |
| 2.4.4 Pt-LDHs中Pt的化学吸附 | 第56-59页 |
| 2.5 本章小结 | 第59-61页 |
| 3 Nafion/Pt-LDHs自增湿型超薄复合膜的制备 | 第61-79页 |
| 3.1 实验部分 | 第61-63页 |
| 3.1.1 实验材料及试剂 | 第61-62页 |
| 3.1.2 Nafion/Pt-LDHs复合膜的制备 | 第62页 |
| 3.1.3 Nafion/Pt-LDHs复合膜的表征 | 第62-63页 |
| 3.2 铸膜液流变学研究 | 第63-65页 |
| 3.2.1 铸膜液浓度的确定 | 第63-65页 |
| 3.2.2 Nafion/Pt-LDHs的参数 | 第65页 |
| 3.3 Nafion/Pt-LDHs复合膜的结构与性能 | 第65-78页 |
| 3.3.1 Nafion/Pt-LDHs的电池性能 | 第66-68页 |
| 3.3.2 Nafion/Pt-LDHs的吸水性能 | 第68-70页 |
| 3.3.3 Nafion/Pt-LDHs的离子簇结构和电导率 | 第70-72页 |
| 3.3.4 Nafion/Pt-LDHs的氢气渗透性能 | 第72页 |
| 3.3.5 Nafion/Pt-LDHs的热稳定性 | 第72-73页 |
| 3.3.6 Nafion/Pt-LDHs的机械性能 | 第73-77页 |
| 3.3.7 综合性能比较 | 第77-78页 |
| 3.4 本章小结 | 第78-79页 |
| 4 DMBA诱导自组装制备Nafion质子交换膜 | 第79-101页 |
| 4.1 实验部分 | 第79-83页 |
| 4.1.1 实验材料及试剂 | 第79-80页 |
| 4.1.2 DMBA-i-Nafion质子交换膜的制备 | 第80页 |
| 4.1.3 DMBA-i-Nafion质子交换膜的表征 | 第80-82页 |
| 4.1.4 分子动力学模拟 | 第82-83页 |
| 4.2 分子模拟研究DMBA对Nafion的自组装机理 | 第83-86页 |
| 4.2.1 氢键和疏水作用 | 第83-85页 |
| 4.2.2 链段活动性 | 第85-86页 |
| 4.2.3 体系相分离结构 | 第86页 |
| 4.3 DMBA-i-Nafion膜的自组装现象 | 第86-93页 |
| 4.3.1 DMBA残留检测 | 第87页 |
| 4.3.2 热处理过程中离子簇结构的发展 | 第87-90页 |
| 4.3.3 传递通道宽度与质子电导率的关系 | 第90-92页 |
| 4.3.4 热处理过程中结晶度的发展 | 第92-93页 |
| 4.4 DMBA-i-Nafion质子交换膜的性能 | 第93-100页 |
| 4.4.1 DMBA-i-Nafion膜的机械性能 | 第93-94页 |
| 4.4.2 DMBA-i-Nafion膜的热稳定性 | 第94-95页 |
| 4.4.3 DMBA-i-Nafion膜的吸水性能 | 第95-97页 |
| 4.4.4 DMBA-i-Nafion膜的质子电导率 | 第97-99页 |
| 4.4.5 DMBA-i-Nafion膜的电池性能 | 第99-100页 |
| 4.5 本章小结 | 第100-101页 |
| 5 SPEEK高效低湿质子传递通道的构建 | 第101-123页 |
| 5.1 实验部分 | 第101-105页 |
| 5.1.1 实验材料及试剂 | 第101-102页 |
| 5.1.2 SPEEK材料的磺化制备 | 第102页 |
| 5.1.3 SPEEK膜的制备 | 第102页 |
| 5.1.4 SPEEK膜的表征 | 第102-103页 |
| 5.1.5 分子动力学模拟 | 第103-105页 |
| 5.2 DMBA和C_2Cl_4对SPEEK自组装的影响 | 第105-110页 |
| 5.2.1 分子模拟研究SPEEK与诱导剂的相互作用能 | 第105页 |
| 5.2.2 分子模拟研究DMBA-i-SPEEK体系氢键 | 第105-106页 |
| 5.2.3 DMBA-i-SPEEK和C_2Cl_4-i-SPEEK的微观结构 | 第106-107页 |
| 5.2.4 DMBA-i-SPEEK和C_2Cl_4-i-SPEEK的吸水率和质子电导率 | 第107-108页 |
| 5.2.5 DMBA-i-SPEEK和C_2Cl_4-i-SPEEK的结晶度和机械性能 | 第108-110页 |
| 5.3 两亲性醇类诱导剂对SPEEK的影响机理 | 第110-116页 |
| 5.3.1 两亲性小分子醇类自组装诱导剂的性质 | 第110-111页 |
| 5.3.2 分子模拟研究体系相互作用能 | 第111-112页 |
| 5.3.3 分子模拟研究体系氢键 | 第112-113页 |
| 5.3.4 分子模拟研究氢键对离子簇团聚的影响 | 第113-114页 |
| 5.3.5 自组装诱导剂浓度的影响 | 第114-115页 |
| 5.3.6 自组装诱导剂比较 | 第115-116页 |
| 5.4 n-BuOH-i-SPEEK的性能 | 第116-121页 |
| 5.4.1 n-BuOH-i-SPEEK的微观结构 | 第116-117页 |
| 5.4.2 n-BuOH-i-SPEEK的吸水率和质子电导率 | 第117-118页 |
| 5.4.3 n-BuOH-i-SPEEK的低湿电导率 | 第118页 |
| 5.4.4 n-BuOH-i-SPEEK的甲醇渗透 | 第118-119页 |
| 5.4.5 n-BuOH-i-SPEEK的结晶度和机械性能 | 第119-121页 |
| 5.5 本章小结 | 第121-123页 |
| 6 结论与展望 | 第123-126页 |
| 6.1 结论 | 第123-124页 |
| 6.2 创新点 | 第124页 |
| 6.3 展望 | 第124-126页 |
| 参考文献 | 第126-138页 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 | 第138-139页 |
| 致谢 | 第139-140页 |
| 作者简介 | 第140页 |
