学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于壳聚糖的质子交换膜制备及性能测试

作　者: 吕笑梅
导　师: 何荣桓
学　校: 东北大学
专　业: 物理化学
关键词: 质子交换膜 壳聚糖 复合膜 离子液体 电导率 拉伸强度
分类号: TB383.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 70次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


壳聚糖作为一种天然的碱性聚合物材料,近年来已成为质子交换膜研究领域中的热点。纯壳聚糖干膜在室温下的质子传导率极低,相当于绝缘材料。为此,本文对壳聚糖进行质子酸掺杂、离子液体掺杂等改性处理,使其成为质子导体。实验探索了壳聚糖膜的制备方法。制备了硫酸-壳聚糖、磷酸-壳聚糖、草酸-壳聚糖、氨基三甲叉磷酸(ATMP)-壳聚糖四种质子酸-壳聚糖复合膜。质子酸的掺杂使质子电导率得到提高,然而复合膜的机械性能较掺杂前有所下降。室温下,掺杂硫酸、草酸、ATMP的壳聚糖膜的拉伸强度分别由纯膜的71.58 MPa降低至27.11 MPa、63.05 MPa、8.51 MPa。ATMP含量为34.78%的壳聚糖复合膜在相同条件下电导率提高最大,30℃无水条件下,其电导率为3.08×10-5 S·cm-1；当温度为140℃时,该复合膜的电导率达1.55×10-3S·cm-1。制备了1-丁基,3-甲基咪唑六氟磷酸盐(BMIMPF6)、氯代1-丁基,3-甲基咪唑盐(BMIMCl)、三氟乙酸丙胺盐(TFAPA)三种离子液体与壳聚糖的复合膜。离子液体的掺杂使壳聚糖膜的质子电导率得到了显著的提高,但膜的机械性能由71.58MPa下降至36.89 MPa以下。其中,BMIMCl-壳聚糖(摩尔比1:1)复合膜的电导率最高,50℃时其干膜的电导率为1.05×10-4 S·cm-1,当温度达到240℃时,其电导率增至1.19×10-2S·cm-1。本实验还对硫酸、草酸、氨基三甲叉磷酸、BMIMCl、TFAPA几种物质与壳聚糖的复合膜进行了红外分析、热失重分析及机械强度测定。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章 绪论  9-19
  1.1 序言  9
  1.2 质子交换膜燃料电池概述  9-11
    1.2.1 质子交换膜燃料电池原理  9-10
    1.2.2 质子交换膜燃料电池应用前景  10-11
  1.3 高温质子交换膜材料的研究意义  11-12
  1.4 壳聚糖质子交换膜研究进展  12-19
    1.4.1 天然壳聚糖  12-13
    1.4.2 化学改性质子膜  13-14
    1.4.3 壳聚糖酸-碱共混聚合物膜  14
    1.4.4 质子酸-壳聚糖复合质子膜  14-16
    1.4.5 无机物掺杂壳聚糖质子膜  16-19
第2章 成膜主体壳聚糖的性质  19-29
  2.1 壳聚糖的结构特点  19
  2.2 壳聚糖的理化性质  19-29
    2.2.1 对酸的吸附及盐的形成  19-20
    2.2.2 酯化反应  20-21
    2.2.3 含氧无机酸酯化反应  21-22
    2.2.4 交联  22-24
    2.2.5 壳聚糖的溶剂  24-29
第3章 壳聚糖膜的制备  29-35
  3.1 实验仪器及药品  29
    3.1.1 实验原料  29
    3.1.2 实验及分析仪器  29
  3.2 壳聚糖膜的制备及表征  29-31
    3.2.1 膜材料的选择  29-30
    3.2.2 膜制备方法  30-31
    3.2.3 壳聚糖膜的拉伸强度测定  31
  3.3 实验结果与讨论  31-33
    3.3.1 制膜方法  31-32
    3.3.2 壳聚糖膜的机械性能  32-33
  3.4 小结  33-35
第4章 壳聚糖膜的质子功能化  35-59
  4.1 质子酸-壳聚糖复合膜  35-44
    4.1.1 实验原料  35
    4.1.2 实验及分析仪器  35
    4.1.3 质子酸-壳聚糖膜的制备  35-36
    4.1.4 质子酸-壳聚糖复合膜的物化性能测定  36-37
    4.1.5 结果及讨论  37-44
  4.2 离子液体-壳聚糖复合膜  44-59
    4.2.1 实验原料  44-45
    4.2.2 实验及分析仪器  45
    4.2.3 离子液体的合成  45-46
    4.2.4 离子液体的性能表征  46-49
    4.2.5 离子液体-壳聚糖膜的制备  49-50
    4.2.6 离子液体-壳聚糖膜物化性能测定  50-51
    4.2.7 结果与讨论  51-59
第5章 结论  59-61
参考文献  61-67
致谢  67

相似论文

  1. 基于超声波的泥浆密度测试机理的研究,TE256.7
  2. 质子交换膜燃料电池膜电极制备工艺的研究,TM911.4
  3. Reline室温离子液体中锌钴和锌镍合金的电沉积研究,TQ153.1
  4. 壳聚糖及其衍生物脱除牡蛎中麻痹性贝类毒素的研究,TS254.4
  5. 苯并咪唑类离子液体的合成及其在萃取分离中的应用,O626.23
  6. 壳聚糖季铵盐金属配合物的热稳定性研究,O634
  7. 生物医用OCS/PLLA复合膜的制备与性能表征,R318.08
  8. 牡蛎中重金属镉、铅的富集及脱除方法的研究,X174
  9. 含碳水化合物衍生的一价及二价咪唑盐离子液体的合成与表征,O621.3
  10. 壳聚糖衍生物的合成及其吸附性能研究,TS254.9
  11. 凡纳滨对虾加工副产物制备甲壳素、壳聚糖改良工艺的研究,TS254.9
  12. 黄瓜根结线虫病的生物防治及其生态有机药肥研制,S436.421
  13. 壳聚糖基温敏性复合水凝胶的制备及性能研究,R943
  14. 酸溶液对壳聚糖/羟基磷灰石复合材料的结构与性能的影响研究,R318.08
  15. 离子液体预处理纤维素及再生纤维素水解研究,TQ352.1
  16. 壳聚糖基复合纳米涂膜材料及对鸡蛋涂膜保鲜包装效果的研究,TS253.2
  17. 木薯淀粉—瓜尔胶复合膜的制备及性能研究,TS236.9
  18. 功能化离子液体催化叔丁醇脱水反应的研究,O643.32
  19. 离子液体溴化1-辛基-3-甲基咪唑（[C8mim] Br）对金鱼的发育毒性,X174
  20. 咪唑离子液体在溶液中的簇集和微观结构研究,O645.1
  21. 巯基功能化离子液体对CdSe量子点稳定性影响的研究,O649

中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
© 2012 www.xueweilunwen.com