| 前言 | 第12-14页 |
| 第一章 综述 | 第14-40页 |
| 1.1 燃料电池技术 | 第14-16页 |
| 1.1.1 燃料电池发展历程 | 第14页 |
| 1.1.2 燃料电池分类、特点及应用前景 | 第14-15页 |
| 1.1.3 燃料电池发展趋势 | 第15-16页 |
| 1.2 DMFC的原理、进展和主要技术难题 | 第16-20页 |
| 1.2.1 DMFC基本原理 | 第16-17页 |
| 1.2.2 DMFC的研发现状 | 第17-18页 |
| 1.2.3 影响DMFC性能的因素 | 第18-20页 |
| 1.2.3.1 电催化剂设计 | 第18页 |
| 1.2.3.2 膜电极制备方法 | 第18-19页 |
| 1.2.3.3 电解质膜材料与甲醇渗透的关系 | 第19页 |
| 1.2.3.4 操作条件 | 第19页 |
| 1.2.3.5 进料方式 | 第19-20页 |
| 1.2.4 DMFC研究中需要解决的关键问题 | 第20页 |
| 1.3 Nafion膜的缺陷及其改性研究 | 第20-26页 |
| 1.3.1 PEMFC对质子交换膜的技术要求及目前的应用情况 | 第20-21页 |
| 1.3.1.1 PEMFC对质子交换膜的技术要求 | 第20-21页 |
| 1.3.1.2 目前国外通用的质子交换膜结构与性能 | 第21页 |
| 1.3.2 Nafion膜用于DMFC时的甲醇穿透问题及改进方法 | 第21-26页 |
| 1.3.2.1 Nafion膜用于DMFC时的甲醇穿透问题 | 第21-22页 |
| 1.3.2.2 在现有Nafion膜基础上改进膜电极结构和操作条件 | 第22-23页 |
| 1.3.2.3 对现有Nafion膜进行改性处理 | 第23-26页 |
| 1.4 新型电解质膜的研制 | 第26-35页 |
| 1.4.1 部分氟化聚合物质子交换膜 | 第26-27页 |
| 1.4.1.1 接枝型聚合物质子交换膜 | 第26页 |
| 1.4.1.2 由聚三氟苯乙烯及其共聚物构成的聚合物离子交换膜 | 第26-27页 |
| 1.4.2 非氟化聚合物质子交换膜 | 第27-32页 |
| 1.4.2.1 磺化酚醛树脂及磺化乙烯基聚合物 | 第27-28页 |
| 1.4.2.2 膦腈基质子交换膜 | 第28页 |
| 1.4.2.3 主链含亚芳基和杂原子结构的均相部分磺化聚合物 | 第28-29页 |
| 1.4.2.4 共价键交联的主链含亚芳基磺化聚合物及其共混物 | 第29-30页 |
| 1.4.2.5 离子键交联的离子交换聚合物网络 | 第30页 |
| 1.4.2.6 新型聚合物离子交换膜的合成与改性 | 第30-32页 |
| 1.4.3 高分子与小分子构成的复合膜 | 第32-33页 |
| 1.4.3.1 聚合物与无机酸构成的复合膜 | 第32-33页 |
| 1.4.3.2 酸性高聚物与两性小分子构成的复合膜 | 第33页 |
| 1.4.4 有机/无机复合膜 | 第33-35页 |
| 1.4.4.1 离子交换聚合物/无机氧化物粒子复合膜 | 第33-34页 |
| 1.4.4.2 溶液凝胶法制备离子交换聚合物/无机氧化物粒子复合膜 | 第34页 |
| 1.4.4.3 有机-无机杂化聚合物 | 第34-35页 |
| 1.5 有机小分子氧化时催化剂活性与电解质的关系 | 第35-38页 |
| 1.5.1 酸性电解质 | 第35-36页 |
| 1.5.2 中性电解质 | 第36页 |
| 1.5.3 碱性电解质 | 第36-38页 |
| 1.6 本论文的研究内容 | 第38-40页 |
| 第二章 固体电解质测试方法及测试装置 | 第40-50页 |
| 2.1 电导率的测定 | 第40-43页 |
| 2.1.1 电导率测量方法的选择 | 第40-41页 |
| 2.1.2 电导率测量 | 第41-43页 |
| 2.2 甲醇透过系数的测定 | 第43-46页 |
| 2.2.1 甲醇透过系数测量装置及流程 | 第43页 |
| 2.2.2 甲醇浓度与示差折射仪输出电压关系 | 第43-45页 |
| 2.2.3 透过系数的计算 | 第45-46页 |
| 2.3 膜结构与形态特性分析 | 第46-48页 |
| 2.3.1 电子显微镜(EM)分析 | 第46页 |
| 2.3.2 红外光谱(FT-IR)测试 | 第46-47页 |
| 2.3.3 X-射线衍射(XRD)分析 | 第47页 |
| 2.3.4 热重分析(TGA) | 第47页 |
| 2.3.5 差示扫描量热法(DSC) | 第47-48页 |
| 2.4 单电池性能的测试 | 第48-50页 |
| 2.4.1 膜电极的制备 | 第48页 |
| 2.4.2 DMFC的放电性能测试 | 第48-50页 |
| 第三章 K2CO3掺杂PAAM制凝胶电解质膜 | 第50-77页 |
| 3.1 K2CO3掺杂PAAM凝胶电解质膜的制备 | 第50-52页 |
| 3.1.1 主要试剂和设备 | 第50页 |
| 3.1.1.1 主要试剂 | 第50页 |
| 3.1.1.2 主要设备 | 第50页 |
| 3.1.2 凝胶制备机理 | 第50-52页 |
| 3.1.2.1 凝胶的制备机理 | 第51页 |
| 3.1.2.2 聚丙烯酰胺凝胶网络结构 | 第51-52页 |
| 3.1.3 K2CO3掺杂PAAM制凝胶电解质膜的方法 | 第52页 |
| 3.2 纯PAAM凝胶膜的组成、结构与性能间关系 | 第52-60页 |
| 3.2.1 纯PAAM凝胶膜的热性能分析 | 第52-54页 |
| 3.2.1.1 纯PAAM凝胶干样TGA分析 | 第52-53页 |
| 3.2.1.2 纯PAAM凝胶湿样DSC分析 | 第53-54页 |
| 3.2.2 纯PAAM凝胶膜的甲醇透过性能 | 第54-57页 |
| 3.2.2.1 PAAM含量与PAAM凝胶膜甲醇透过系数关系 | 第54-56页 |
| 3.2.2.2 交联度与PAAM凝胶膜甲醇透过系数关系 | 第56-57页 |
| 3.2.3 PAAM凝胶膜的溶胀特性 | 第57-60页 |
| 3.2.3.1 PAAM水凝胶室温溶胀特性 | 第57-59页 |
| 3.2.3.2 PAAM凝胶溶胀与温度关系 | 第59-60页 |
| 3.3 K2CO3掺杂PAAM凝胶膜组成、结构与性能间关系 | 第60-69页 |
| 3.3.1 K2CO3掺杂PAAM凝胶膜的电导率 | 第60-64页 |
| 3.3.1.1 凝胶电解质膜组成与室温电导率 | 第60-63页 |
| 3.3.1.2 温度与凝胶电解质膜电导率关系 | 第63-64页 |
| 3.3.2 K2CO3掺杂PAAM凝胶膜的微观结构 | 第64-66页 |
| 3.3.3 K2CO3掺杂PAAM凝胶的FT-IR分析 | 第66-68页 |
| 3.3.4 K2CO3掺杂PAAM凝胶的DSC分析 | 第68-69页 |
| 3.4 微孔膜增强的K2CO3掺杂PAAM凝胶电解质膜 | 第69-76页 |
| 3.4.1 增强材料聚醚砜的结构与性能 | 第70页 |
| 3.4.2 增强型凝胶电解质膜的微观结构 | 第70-74页 |
| 3.4.3 增强型凝胶电解质膜电导率与温度关系 | 第74-75页 |
| 3.4.4 增强型凝胶电解质膜的电池性能 | 第75-76页 |
| 3.5 小结 | 第76-77页 |
| 第四章 K2CO3掺杂高分子聚合物制备离子传导性复合膜 | 第77-102页 |
| 4.1 K2CO3掺杂热塑性聚氨酯弹性体 | 第77-80页 |
| 4.1.1 热塑性聚氨酯弹性体的来源及特点 | 第77页 |
| 4.1.2 K2CO3掺杂热塑性聚氨酯弹性体复合膜的制备 | 第77-78页 |
| 4.1.3 K2CO3掺杂TPU复合膜的微观结构与性能 | 第78-80页 |
| 4.1.3.1 K2CO3掺杂TPU复合膜的微观结构 | 第78-79页 |
| 4.1.3.2 K2CO3掺杂TPU复合膜的电性能 | 第79-80页 |
| 4.2 聚己内酰胺负载K2CO3掺杂聚砜复合膜 | 第80-86页 |
| 4.2.1 聚合物的来源及特点 | 第80-83页 |
| 4.2.1.1 聚己内酰胺的来源及特点 | 第80-81页 |
| 4.2.1.2 聚砜的来源及特点 | 第81-83页 |
| 4.2.2 聚己内酰胺负载K2CO3掺杂聚砜复合膜的制备 | 第83页 |
| 4.2.3 聚己内酰胺负载K2CO3掺杂聚砜复合膜微观结构与性能 | 第83-86页 |
| 4.2.3.1 聚己内酰胺负载K2CO3掺杂聚砜复合膜的微观结构 | 第83页 |
| 4.2.3.2 聚己内酰胺负载K2CO3掺杂聚砜复合膜的电性能 | 第83-86页 |
| 4.3 支撑型K2CO3掺杂水溶性聚丙烯酰胺复合膜 | 第86-92页 |
| 4.3.1 材料的来源及特点 | 第86-87页 |
| 4.3.1.1 水溶性聚丙烯酰胺的来源及特点 | 第86-87页 |
| 4.3.1.2 支撑型超滤膜的来源及特点 | 第87页 |
| 4.3.2 支撑型K2CO3掺杂水溶性聚丙烯酰胺复合膜的制备 | 第87页 |
| 4.3.3 支撑型K2CO3掺杂水溶性聚丙烯酰胺复合膜微观结构与性能 | 第87-91页 |
| 4.3.3.1 支撑型K2CO3掺杂水溶性聚丙烯酰胺复合膜的微观结构 | 第88-90页 |
| 4.3.3.2 支撑型K2CO3掺杂水溶性聚丙烯酰胺复合膜的电性能 | 第90-91页 |
| 4.3.4 支撑型K2CO3掺杂水溶性聚丙烯酰胺复合膜的应用可行性 | 第91-92页 |
| 4.4 K2CO3掺杂PTFE复合膜 | 第92-96页 |
| 4.4.1 聚四氟乙烯的来源及特点 | 第93页 |
| 4.4.2 K2CO3掺杂PTFE复合膜的制备 | 第93页 |
| 4.4.3 K2CO3掺杂PTFE复合膜的微观结构与性能 | 第93-96页 |
| 4.4.3.1 K2CO3掺杂PTFE复合膜的微观结构 | 第93-95页 |
| 4.4.3.2 K2CO3掺杂PTFE复合膜的电性能 | 第95-96页 |
| 4.5 K2CO3掺杂尼龙6复合膜 | 第96-101页 |
| 4.5.1 尼龙6的来源及特点 | 第96-98页 |
| 4.5.2 K2CO3掺杂尼龙6复合膜的制备 | 第98页 |
| 4.5.3 K2CO3掺杂尼龙6复合膜的微观结构与性能 | 第98-101页 |
| 4.5.3.1 K2CO3掺杂尼龙6复合膜的微观结构 | 第98页 |
| 4.5.3.2 K2CO3掺杂尼龙6复合膜的电性能 | 第98-101页 |
| 4.6 小结 | 第101-102页 |
| 第五章 DMFC中K2CO3电解质体系初探 | 第102-120页 |
| 5.1 碳酸盐体系 | 第102-108页 |
| 5.1.1 碳酸盐体系组分和它们的酸碱平衡 | 第102-103页 |
| 5.1.2 碳酸盐体系组分浓度的计算 | 第103-105页 |
| 5.1.3 碳酸盐体系中温度对平衡常数的影响 | 第105页 |
| 5.1.4 CO2在水中的溶解度 | 第105-108页 |
| 5.2 温度对碳酸盐体系各组分浓度的影响 | 第108-115页 |
| 5.2.1 在60℃下阳极侧碳酸盐体系各组分浓度 | 第109-110页 |
| 5.2.2 在60℃下阴极侧碳酸盐体系各组分浓度 | 第110-114页 |
| 5.2.3 DMFC阴阳两极碳酸盐体系各组分浓度对比分析 | 第114-115页 |
| 5.3 DMFC中用K2CO3作电解质时电极反应机理初探 | 第115-119页 |
| 5.4 小结 | 第119-120页 |
| 第六章 结论 | 第120-122页 |
| 6.1 K2CO3掺杂PAAM制凝胶电解质膜 | 第120页 |
| 6.2 K2CO3掺杂高分子聚合物制备离子传导性复合膜 | 第120页 |
| 6.3 DMFC中K2CO3电解质体系初探 | 第120-122页 |
| 参考文献 | 第122-139页 |
| 发表论文及参加科研情况 | 第139-141页 |
| 附录 | 第141-143页 |
| 致谢 | 第143页 |
