一、芳杂环聚合物质子交换膜的制备（论文文献综述）
鲁晨[1]（2021）在《共聚型磺化芳香氧膦质子交换膜的合成与表征》文中提出
王燕[2]（2021）在《交联型支化聚苯并咪唑类高温质子交换膜的制备及性能研究》文中研究表明
曹凯悦,彭金武,李宏斌,石埕荧,王鹏,刘佰军[3]（2021）在《基于聚苯并咪唑/超支化聚合物的交联共混体系的高温质子交换膜》文中研究指明在可溶性高分子量芳醚型聚苯并咪唑（OPBI）基体中引入超支化聚对氯甲基苯乙烯（H-VBC）,通过便捷的溶液共混-浇铸法,制备了基于聚苯并咪唑/超支化聚合物的新型交联体系（OPBI/H-VBC-1和OPBI/H-VBC-2）,并对膜进行季铵盐化处理（OPBI/H-VBC-QA-1和OPBI/H-VBC-QA-2）,实现了复合膜综合性能的提升.与原始OPBI膜相比,交联型复合膜表现出优异的尺寸稳定性和"抗塑化"能力.在85%磷酸中浸泡72 h后, OPBI/H-VBC-2和OPBI/H-VBC-QA-2的体积膨胀率只有184.2%和152.4%,而OPBI的体积膨胀率达到336.5%; OPBI/H-VBC-2和OPBI/H-VBC-QA-2的最大拉伸强度分别达到36.3和21.9 MPa,比单一OPBI膜的10.9 MPa提高了56%～233%.研究发现,季铵盐化的复合膜具有更高的质子传导率（在200℃下的质子传导率分别达到151.5和103.4 mS/cm）与磷酸吸收水平比值.对比研究发现,所制备的交联型复合膜比已报道大多数高温质子交换膜（HT-PEM）具有更优异的质子传导率与力学强度平衡能力.
周圣阳[4]（2021）在《微孔聚合物膜材料的设计与成膜研究》文中认为微孔有机聚合物由于具有高的比表面积、连续的纳米孔道和易调节的理化性质等特点,因此被广泛应用于储氢、选择性吸附及分离、电化学能源转化及场效应晶体管栅极材料等领域。而且在膜技术领域中,这些纳米通道的特征可以满足下一代功能膜中对精确微结构的要求,将微孔聚合物作为膜材料也吸引了众多科学家的关注。然而,多数的微孔有机聚合物要么难以通过溶液或熔融法加工成膜,要么加工后膜内微孔结构的稳定性较差。这些问题限制了微孔有机聚合物在膜技术中的应用,因此本论文以拓展微孔有机聚合物成膜方法为目标,通过分子设计和合成方法学探索,制备新型的功能化微孔聚合物,并优化制膜流程从而将微孔聚合物膜应用于分离膜及离子传输膜领域。具体内容如下:1、固有微孔聚合物PIM-1是一种可溶液加工的微孔聚合物,然而PIM-1在有机溶剂及塑性气体中易于溶胀,导致膜的分离性能下降。为解决这一问题,我们将PIM-1中的氰基基团转化为酰氯基团,制备了酰氯官能化的固有微孔聚合物（PIM-COCl）。然后,将PIM-COCl涂覆在表面胺化的聚丙烯腈超滤膜上,通过界面交联反应制备出具有三明治结构的有机溶剂纳滤膜。界面交联反应可适当调控膜的厚度、提高膜的耐溶剂性能。当PIM-COCl溶液的浓度为0.1Owt%时,复合膜的乙醇通量为5.2 Lm-2 h-1 bar1,对染料结晶紫的截留率达到94%。在14天的长期运行中,该膜展现了良好的性能稳定性。2、依据超酸催化氰基的三聚成环反应,将含氰基的PIM-1聚合物薄膜浸泡在三氟甲磺酸/乙酸溶液中,在溶胀和交联的双重作用下,PIM-1分子链中的氰基环化反应,使聚合物形成重排为一种“宽腔窄颈”的结构。XRD,SAXS及PAL的结果表明,随着超酸含量的增加、处理温度的升高及处理时间的延长,“宽腔”的孔径会逐渐增大,但“窄颈”的尺寸却逐渐减小。交联微孔膜3-SCPIM-6/24与初始的PIM-1膜相比,CO2/N2和CO2/CH4气体对的渗透选择性分别从21.4和16.0上升至58.1和40.9,同时CO2通量依然保持较高的水平。3、通过富电子芳香化合物和苯甲醛的傅克羟烷基化反应,开发一类可官能化的PIMs。这类PIMs的合成要素包括:1)富电子芳香化合物需要具备扭曲刚性的化学结构且苯环上有两个活性位点;2)含吸电子取代基的苯甲醛衍生物可发生该类傅克羟烷基化反应;3)邻位取代的苯甲醛衍生物聚合活性较弱。吸电性的取代基的数量及分布将会影响分子链的旋转自由度进而调控聚合物的BET表面积。以三种PIM-3F为例,低旋转自由度的PIM-3Fc的BET表面积（1189 m2 g-1）远高于高旋转自由度的PIM-3Fa和PIM-3Fb的BET 比表面积（685 m2 g-1和472 m2 g-1）。4、研究建立了采用醛基取代的含氮杂环类衍生物与富电子芳烃制备碱性固有微孔聚合物的合成方法与路线。揭示了含氮杂环醛参与傅克羟烷基化聚合反应规律:1)含氮杂环醛的碱性越强,则聚合速率越快,可得到高分子量聚合物;2)含氮杂环在反应过程中形成的共振结构越稳定,则聚合程度越高。其中,咪唑基固有微孔聚合物可与磷酸掺杂形成高温质子交换膜。与商业化聚苯并咪唑（PBI）膜相比,咪唑聚苯撑离子交换膜显示了高磷酸掺杂率、低体积溶胀率和高质子传导率。这些主要源于该聚合物的微孔特征,微孔结构能够提供连续的磷酸通道以促进质子在磷酸氢键网络上的传输。5、共价有机框架（COFs）是一种结晶的多孔材料,具有有序的纳米孔道结构,但是难溶难熔的特性限制COFs的加工。我们利用离子型COF骨架与DMSO/H2O混合溶剂间的溶剂化作用,首次制备稳定、高浓度且澄清的离子型COF溶胶,使离子型COFs具有溶液加工能力并可通过溶胶—凝胶过程制备成膜,膜的结晶度可通过溶剂配比调控。而且在制膜过程中发现了在特定溶剂比例下,无定型COF纳米离子向结晶COF纳米片转变的行为,并证明了 COF纳米片膜具有比网络状COF膜更好的质子传输效率。本工作通过功能性固有微孔聚合物的合成方法学及固有微孔聚合物在膜应用环境中微孔结构稳定方法的设计,进一步增强固有微孔聚合物与膜技术的结合应用;除此之外还开创性地开发了结晶性的共价有机框架的稳定溶胶的制备,从而增强其溶液加工能力。微孔聚合物与膜技术的结合为下一代膜技术的设计与制备提供了理论和技术基础。
陈思静[5]（2021）在《酚酞-双酚AF共聚型聚芳醚腈的合成与性能研究》文中研究表明聚芳醚腈（PEN）的大分子主链含柔性芳醚键,是侧链带极性氰基的新型特种工程塑料。PEN具有高的玻璃化转变温度（Tg>170℃）和优异的介电性能（ε=3.3～4.3）,使其在高性能结构件或功能材料等方面有着巨大的应用前景。本论文在聚芳醚腈主链中引入酚酞结构单元（Cardo）和三氟甲基基团（-CF3）,以期增加聚合物分子链的刚性,提高聚合物的耐热性,降低材料的介电常数。通过控制Cardo和-CF3两者的比例,获得不同结构酚酞-双酚AF共聚型聚芳醚腈（PP/BPAF-PEN）,并对共聚物的分子结构和性能进行了系统讨论。此外,采用固相交联的方式对PP/BPAF-PEN的热交联反应过程及机制进行研究,并对交联后薄膜综合性能进行表征。在此基础上,引入交联剂,利用交联剂对氰基基团交联反应的促进作用,期望改善树脂体系的加工特性,同时进一步提升其热性能。本论文的具体研究内容如下:1.通过改变酚酞和双酚AF两种二元酚的摩尔比,采用亲核取代缩合聚合反应,合成不同分子结构PP/BPAF-PEN,研究二元酚的摩尔比对PP/BPAF-PEN的分子结构及宏观性能的影响。通过GPC测定了PP/BPAF-PEN的分子量,用ATR-FTIR和1H-NMR对合成的聚合物结构进行表征。同时,对PP/BPAF-PEN聚合物粉料的热性能,以及薄膜的力学性能和介电性能进行系统表征,详细讨论了PP/BPAF-PEN的分子结构与宏观性能间的关系。2.PP/BPAF-PEN的分子主链结构上含有氰基基团,可在高温下发生三聚环化生成三嗪环结构。实验采用固相交联的方法,通过热处理成功制备PP/BPAF-PEN交联薄膜,并对其结构与性能进行表征。结果表明,随着热处理温度升高,由于体系中形成结构稳定的三嗪环,形成更加紧密的网络结构,薄膜凝胶含量和交联程度升高,薄膜的热性能有显着提高。当达到一定交联程度时,聚合物韧性降低,脆性增大,导致PP/BPAF-PEN交联薄膜的力学性能下降,并且随着热处理温度的升高,交联薄膜介电常数先降低再升高。3.由于PP/BPAF-PEN侧氰基含量较少以及运动受限,直接固相交联反应的聚合程度较低,向体系中引入交联剂以提高氰基的交联速率,增加化学交联点。以交联薄膜热性能的提高作为主要依据,选取对氨基苯甲腈（4-ABN）作为体系的交联剂,制备不同热处理温度的PP/BPAF-PEN交联薄膜,并对薄膜的综合性能进行表征。在体系中添加4-ABN后,随着热处理温度升高,更易形成网络结构,可提升PP/BPAF-PEN薄膜的热性能,有效改善交联薄膜的脆性,提升交联薄膜的力学性能。由于-CF3的存在,含有交联剂的薄膜在交联后可以获得具有较低且稳定介电常数和介电损耗的交联薄膜。综上所述,加入交联剂,有助于改善PP/BPAF-PEN薄膜的加工性能和综合性能。
王震[6]（2021）在《基于POSS静电纺聚酰亚胺（PI）与核壳PES@PVDF-HFP锂离子电池隔膜的制备及性能研究》文中指出目前,商业化隔膜存在孔隙率低、电解液吸液率不高、耐热稳定性差、离子电导率不高和耐高压稳定性差等问题,因此,本文为解决这些问题做了以下两方面的研究工作。本文第一部分研究中通过原位聚合方法制备了聚酰胺酸/氨丙基异丁基多面体倍半硅氧烷（PAA/A-POSS）纳米复合材料,随后采用静电纺技术和亚胺化反应制备了一种具有新型三维热交联结构的聚酰亚胺/氨丙基异丁基多面体倍半硅氧烷（PI/A-POSS）复合膜。与商业化的PP隔膜相比,所制备的复合膜均表现出优异的耐尺寸热收缩性能（280℃内隔膜尺寸零收缩）。与纯PI膜相比,A3复合膜（APOSS添加量为3 wt%）具有更小的平均孔径（0.87μm,降低率52.2%）、更高的孔隙率（83.8%,提高率20.2%）、更小的电解液接触角（8.2°,降低率高达80.8%）、更为优异的电解质吸液率（1149%,提高率95.7%）、更好的力学性能（13.58MPa,提高率124.5%）和更优异的耐热稳定性。此外,与纯PI膜相比,A3复合膜具有更高的离子电导率（2.617mS/cm,提高率高达342.1%）、更低的界面电阻（17.65Ω,降低率84.8%）和更高的电化学稳定窗口（5.21V,提高率16.6%）。另外,由纯PI膜所组装的电池在0.2C下首次放电比容量为143.9 mAh/g,200次循环后放电比容量几乎为零。然而,由A3复合膜所组装的电池在0.2C下具有较高的首次放电比容量（169.7 mAh/g,提高率17.9%）,200次循环后比容量保持率仍高达95.7%。此外,与纯PI膜相比,采用A3复合膜所组装的锂电池具有良好的倍率性能,在2.0 C时放电比容量高达136.3 mAh/g,并且比容量恢复率高达98.06%。因此,耐热PI/A-POSS复合隔膜在高性能、高安全性锂离子电池中具有广阔的应用前景。第二部分研究中我们以聚醚砜（PES）为核层和聚偏氟乙烯-六氟丙烯/氨丙基异丁基多面体倍半硅氧烷（PVDF-HFP/A-POSS）为壳层,通过静电纺丝方法成功制备了一种基于POSS改性的核壳PES@PVDF-HFP/A-POSS复合隔膜。与纯PVDF-HFP膜相比,核壳PES@PVDF-HFP/A-POSS复合膜具有较好的力学性能（10.45MPa,提高率高达225.5%）、更加优异的耐热稳定性和耐尺寸热收缩性能（220℃内隔膜几乎无尺寸收缩）。另外,与纯PVDF-HFP膜相比,核壳PES@PVDFHFP/A-POSS复合膜具有较小的平均孔径（0.36μm,降低率14.3%）、较高的孔隙率（89%,提高率14.1%）、较小的电解液接触角（19.6°,降低率12.9%）和较高的电解液吸液率（871%,提高率36.7%）。此外,与纯PVDF-HFP膜相比,核壳PES@PVDF-HFP/A-POSS复合膜具有较高的离子电导率（2.17 m S/cm,提高率高达59.6%）、较低的界面电阻（41.36Ω,降低率高达54.3%）和较高的电化学稳定窗口（5.26 V）。因此,核壳PES@PVDF-HFP/A-POSS隔膜在耐高压、高安全性锂电池中具有极大的研究价值和应用潜力。
郑建丽[7]（2021）在《磺化聚砜/POSS质子交换膜的制备及钒电池应用》文中指出为了大力推动绿色、高效可持续性能源的发展,解决其输出不连续性和季候性的问题,储能设备的选择具有重要意义。全钒液流电池（VRFB）具有充放电瞬间响应、效率高、循环寿命长、安全可靠和价格低廉等优点,是一种具有潜力的大规模高效储能系统,其中质子交换膜作为钒电池的核心部分,其性能直接影响着电池的使用效率和寿命。开发一种低成本、离子选择性高和循环稳定性好的非氟质子交换膜成为研究热点。本文选择价格低廉易合成的磺化聚砜（SPSF）作为研究对象,以降低钒离子渗透率和提高电池综合性能为目的,选择不同类型官能团的笼型聚倍半硅氧烷（POSS）作为填料,探究不同含量POSS在SPSF/POSS杂化质子交换膜中的作用以及对钒电池性能的影响。主要研究结果如下:（1）将磺化度（DS）为62的SPSF与带-NH2的POSS（POSS-NH2）进行共混,得到系列SPSF/POSS-NH2杂化质子交换膜,探索POSS-NH2含量对SPSF/POSS-NH2膜的质子电导率、钒离子渗透率、机械强度及相应钒电池性能的影响。研究表明,添加POSS-NH2后,热分解温度提高,质子电导率可达10.55m S cm-1,当POSS-NH2含量为5 wt%时,S-P-5%杂化膜的钒离子渗透率降低至5.47×10-9cm2min-1,质子选择性提高(1.930×106S min cm-3),远优于Nafion115膜(1.23×105S min cm-3)和S-P-0%膜(5.41×105S min cm-3)。与纯SPSF膜相比,S-P-5%电池效率最佳,库伦效率可稳定维持在99.4%左右,高于Nafion115膜（92.38%）和S-P-0%膜（91.72%）,电压效率和能量效率也得到明显提升,300个循环仍然具有较稳定的电池效率,自放电时间达117 h,是Nafion115膜的10倍,POSS的引入为SPSF质子交换膜性能的提升提供了新思路。（2）通过直接磺化法将八苯基POSS（OPS）功能化,然后将SPSF与磺化八苯基POSS（SPOSS）结合,同时添加不同比例的离子液体（1-丁基-3-甲基咪唑四氟化硼）,共混制得系列SPSF/SPOSS/IL杂化质子交换膜,研究IL的添加量对SPSF/SPOSS/IL杂化膜的性能影响。相较于纯SPSF膜,SPSF/SPOSS/IL杂化膜具有更好的热稳定性、亲水性以及化学稳定性,IL易流失的特点使杂化膜的力学性能、阻钒性以及钒电池效率皆呈现先增加后降低的趋势,当IL添加量为20 wt%时,S/SP-IL-20杂化膜表现出较为优异的综合性能,钒离子渗透率降低至2.08×10-9cm2min-1,库伦效率能稳定保持在99.6%以上,远优于纯SPSF膜（91.72%）,在40 m A cm-2电流密度下,电池能稳定循环300次,自放电时间可达93.5 h,在钒电池中有较好的表现。
邓聪[8]（2020）在《电渗析用磺化杂萘联苯聚醚酮膜的制备与性能》文中研究指明离子交换膜是电渗析技术的核心,离子交换膜的面电阻和离子选择性等性能决定了电渗析技术的分离效率和能耗。离子交换膜可分为阳离子交换膜和阴离子交换膜,目前商用的阳离子交换膜有Nafion和ASTOM等系列,但这些膜材料造价昂贵,限制了电渗析技术进一步应用和发展。因此,研究高性能的新型电渗析用阳离子交换膜成为目前的研究热点。本文对杂萘联苯聚醚酮（PPEK）进行磺化改性,控制磺化反应时间,制备出离子交换容量（IEC）分别为0.77、1.02、1.45和1.82 mmol·g-1的磺化杂萘联苯聚醚酮（SPPEK）,并命名为SPPEK-1、SPPEK-2、SPPEK-3和SPPEK-4。核磁共振氢谱和红外光谱证明磺酸基团已被引入到聚合物主链中。SPPEK的特性粘度介于1.01-3.61 dL·g-1,5%热失重温度约为360℃,具有良好的热稳定性。考察了SPPEK膜的面电阻、离子迁移数以及极限电流密度等性能。结果表明,IEC从0.77 mmol·g-1增大到1.82 mmol·g-1,膜的面电阻随之降低,离子迁移数和极限电流密度则增加。SPPEK-4具有最优异的电化学性能,面电阻低至0.62Ω·cm2,离子迁移数为0.97,而极限电流密度可达39.8 mA·cm-2。通过对比,SPPEK-3和SPPEK-4膜的性能优于商用的Tianwei CMX膜。对SPPEK膜的脱盐和浓缩性能进行测试,并与商用的Tianwei CMX阳膜进行比较。0.1 mol·L-1氯化钠溶液的脱盐实验表明,SPPEK-3和SPPEK-4膜的脱盐曲线基本一致,180 min的脱盐率为99%,而商用膜的脱盐率仅为90%。0.6 mol·L-1氯化钠溶液的浓缩实验显示,SPPEK-3膜具有最优的浓缩性能和最低的能耗,浓缩率为94%,能耗为3.59kWh·kg-1,优于SPPEK-4膜(74%,3.61 kWh·kg-1)和商用膜(72%,3.76 kWh·kg-1)。以SPPEK-3膜为阳膜,研究浓淡室初始溶液体积比、流速和操作电流对低浓度溶液脱盐和高浓度溶液浓缩的影响。结果表明,调节浓淡室初始溶液体积比对于低浓度溶液的脱盐率以及能耗无明显影响;而高浓度溶液浓缩实验中,浓淡室初始溶液体积比从1:1调节为1:100,浓缩率从94%提高到223%,能耗从3.59 kWh·kg-1降低到1.28 kWh·kg-1调节溶液流速对低浓度溶液的脱盐过程造成不利影响,105 min的脱盐率从76%降低到71%;而高浓度溶液的浓缩率从94%增加到223%,能耗从1.85 kWh·kg-1降低为1.28kWh·kg-1。随着操作电流从0.10 A增加到0.18 A,150 min时低浓度溶液脱盐率从66%增大到98%,而高浓度溶液浓缩率从119%提高到223%,但能耗均增大。
孙国华[9]（2020）在《基于芳杂环聚合物纤维的制备、微结构调控及其性能研究》文中认为芳杂环聚合物是以耐热性为特点的一类高分子聚合物,鉴于其具有优异的机械性能、耐高低温性能、耐化学溶剂性能、以及良好的介电性能等,因此被以纤维、薄膜、粘接剂、复合材料、纳米纤维、涂料、塑料等多种形式广泛应用于航空航天、化工机械、电池、微电子、军工等领域。聚苯并咪唑（PBI）和聚酰亚胺（PI）作为芳杂环聚合物的典型代表,其综合性能优异,而芳杂环聚合物纤维兼具了芳杂环材料本身和纤维的两种特性,通过对纤维进行功能化处理,同时将不同材料综合利用并进行优点整合,有望实现多元化应用。本论文主要针对PBI和PI两种芳杂环聚合物纤维进行研究。第一部分工作是围绕PBI高性能纤维纺丝工艺繁琐和强度差的难题进行展开,成功开发出新型的PBI纺丝一体化制备工艺,制备出高强度的PBI纤维。在PBI纤维的研究过程中,发现其诸多特性符合锂电隔膜的性能需求,期望将其引入隔膜的研究中进而制备出高性能的复合隔膜。第二部分工作针对PI纳米纤维作为锂电隔膜面临的强度差和结构松散、以及安全问题进行了系统研究,主要包含以下四个研究体系:首先利用自粘接和微交联技术对聚酰胺酸（PAA）纤维进行微观调控进而制备了高强度PI纳米纤维膜,改善了纤维膜强度差和结构松散的问题;同时开发PBI的多元化应用,研究证明PBI在锂电隔膜应用中的价值;然后将高性能PBI材料引入到PI纳米纤维中进一步优化纤维膜的性能,制备出一种超高强度的高性能PI纳米纤维复合膜,解决了纤维膜强度差和结构松散的问题;最后在高性能PI纳米纤维复合膜的研究基础上,引入可溶可熔体系的PI纤维膜,利用原位焊接技术将二种纤维膜进行优点整合,制备了具有自闭孔功能的高安全性PI复合纳米纤维膜,保证了纤维膜组装电池后的安全运行。具体工作如下:（1）为解决PBI纤维纺丝工艺繁琐和强度差的问题,我们研究了 PBI液晶聚合物溶液的纺丝技术,首次开发了新型一体化纺丝工艺,通过工艺优化,制备出高强度的PBI纤维。首先利用微波反应器制备了不同固含量的PBI液晶聚合物溶液,将制备的液晶溶液除气泡后直接作为纺丝液在高温下进行纺丝。研究表明随着固含量的升高,PBI分子间大量的氢键会增大聚合物溶液的黏度,使聚合反应难以持续而导致聚合度降低,因而PBI纤维的特性黏度呈现降低的趋势。结果显示5%固含量制备的PBI纤维的特性黏度达到了 2.25 dL/g,其强度也高达0.91 GPa,在氮气中其热稳定性达到了 600℃,同时也体现出优异的阻燃自熄性。因此,高性能纤维的制备确认了纺丝工艺的可行性。（2）为改善PI纳米纤维膜强度差和结构松散的问题,我们利用自粘接和微交联技术对PAA纳米纤维进行微观形貌调控,得到了多孔层包覆形貌的高强度PI纤维膜。自粘接和微交联技术使PI纤维膜的强度高达28 MPa,强度提升近6倍。通过调控喷覆液的成分使PI纳米纤维膜表现出了优异的浸润性,同时也使纤维膜体现了良好的热稳定性和阻燃自熄性。制备的纤维膜组装半电池后表现出了较高的放电容量,在0.1 C下为157.7 mA h g-1,尤其在大倍率5 C下也高达129.9 mA h g-1,并且在120℃下电池也保持良好的循环稳定性。因此,制备的PI纳米纤维膜可以作为新型的耐热隔膜。（3）为验证PBI高性能聚合物在锂电隔膜中的应用价值,开发其优异的隔膜特性,我们首次利用小分子单体咪唑作为造孔剂制备了综合性能优异的PBI微孔膜。通过调控造孔剂的用量,利用湿法造孔制备了孔径适宜的PBI微孔膜,其对水和电解液的接触角都远远小于商业化隔膜的接触角,证实了 PBI极好的浸润性。此外即使经过300℃的高温处理PBI微孔膜的尺寸都未发生任何变化,且在火焰中表现出了明显的阻燃自熄性。将PBI微孔膜组装半电池测试其电化学性能,从0.1 C到5C都表现出了优异的放电容量,同时电池运行100次后的容量保持率较高。因此,我们证实了 PBI作为新型隔膜材料具有巨大的应用价值。（4）为进一步优化PI纳米纤维膜的性能,我们将PBI通过粘接包覆的形式引入到PI纳米纤维中,利用自粘接和自压缩技术制备了超高强度的高性能PI@PBI核壳结构纳米纤维复合膜。自粘接技术使PI纤维被PBI紧密的粘接包覆,而自压缩技术使PI纤维膜结构更加稳定,因而制备的复合纤维膜强度高达59 MPa,高性能PBI材料的引入使纤维膜的浸润性和阻燃性都得到进一步提升。制备的复合纤维膜组装半电池后在0.1 C下放电容量为158.6 mAhg-1,即使在5C下也达到了 130.2 mA h g-1,其倍率性能明显优于商业化Celgard隔膜,此外在25℃和120℃都体现了优异的循环稳定性。因此,我们制备的高性能复合膜为大功率锂离子电池的研究奠定了基础。（5）为制备高安全性PI复合纳米纤维膜,我们引入可溶可熔体系的PI纤维膜作为闭孔层,同时将高性能PI@PBI核壳结构复合纤维膜作为结构支撑层,利用原位焊接技术对这两种纤维膜进行优点整合,制备了具有自闭孔功能的高安全PI@PBI/PEI/PI@PBI三明治结构复合纳米纤维膜。由于超高强度的PI@PBI纤维膜作为结构支撑层以及可溶可熔体系的PI纤维膜交联结构的存在,制备的复合纳米纤维膜强度达到了 46.5MPa,同时呈现出良好的浸润性和阻燃性。此外制备的复合纳米纤维膜在235℃可发生自闭孔行为,进而有效增强了电池运行中的安全性。将复合纤维膜组装半电池后表现出了优异的放电容量,尤其在5 C下明显优于商业化的隔膜,其放电容量高达132.4 mA h g-1,且循环性能稳定。因此,我们制备的复合纤维膜可以作为高功率、高性能、以及高安全的先进锂电池隔膜。
汝春宇[10]（2020）在《用于直接甲醇燃料电池复合型质子交换膜的制备与性能研究》文中提出本论文旨在利用复合改性的方式,提高现有质子交换膜材料的质子传导率、尺寸稳定性、以及阻醇性能,使复合型质子交换膜在直接甲醇燃料电池中有更好的性能表现。1.制备一种内部填充离子液体的氨基化金属-有机骨架化合物纳米填料IL@NH2-MIL-101,利用物理掺杂的方法将其引入到含羧酸侧基的主链型磺化聚芳醚酮SPAEK聚电解质基材中,得到有机-无机复合型质子交换膜IL@MOF。IL@NH2-MIL-101与SPAEK间生成的酰胺键在复合膜内形成交联结构,使IL@MOF复合膜的尺寸稳定性和阻醇性能得到明显地改善。内部填充离子液体的IL@NH2-MIL-101纳米填料在复合膜内构成连续宽阔的质子传输通道,提高了复合膜的质子传导率。以上性能的改善使IL@MOF复合膜表现出更好的电池性能。2.制备一种氨基-磺酸基双功能化的金属-有机骨架化合物纳米填料MNS,通过物理掺杂的方法将其引入到侧链型磺化聚芳醚酮SNF-PAEK聚电解质基材中,得到有机-无机复合型质子交换膜MNS@SNF-PAEK。MNS与SNF-PAEK间的静电作用力在复合膜内形成离子交联结构,使MNS@SNF-PAEK复合膜的尺寸稳定性和阻醇性能得到明显地改善。MNS有机骨架上修饰的磺酸基团不仅避免了传导介质的流失,还在复合膜内构筑了长程传导的质子快速传输通道,提高了复合膜的质子传导率。同时,在静电力诱导作用下,MNS使SNF-PAEK分子链段重整,形成尺寸更大的离子团簇,促进质子传导。以上性能的改善使MNS@SNF-PAEK复合膜的电池性能相比原始SNF-PAEK膜有明显的提高。3.采用更加简单的合成方法制备一种烷基磺酸支链修饰的氨基-磺酸基双功能化的金属-有机骨架化合物纳米填料MNCS,通过物理掺杂的方法将其引入到SNF-PAEK聚电解质基材中,得到有机-无机复合型质子交换膜MNCS@SNF-PAEK。MNCS表面氨基密度更大,少量添加MNCS即可在SNF-PAEK基材内形成较高的离子交联程度,使MNCS@SNF-PAEK复合膜的尺寸稳定性和阻醇性能得到明显地改善。并且MNCS烷基磺酸质子传导基团自由体积大,可在纳米填料孔道内形成宽阔连续的质子传输通道,当复合膜中MNCS纳米填料添加1.5 wt%时即可获得与掺杂3 wt%MNS纳米填料相同的改善效果,减少了复合膜中纳米填料的消耗。同时MNCS与SNF-PAEK间的静电力诱导使复合膜内形成更大的尺寸离子团簇,降低质子在复合膜内的传输阻力,提高了复合膜的质子传导率。高质子传导率、低甲醇渗透率和良好的尺寸稳定性使MNCS@SNF-PAEK复合膜的电池性能相比MNS@SNF-PAEK复合膜有明显的提高,并且简化了制作流程,减少了材料用量,降低了总体成本。4.制备三种不同结构特点的磺化聚芳醚酮聚合物改性剂,采用共混的方式将其与Nafion基材复合,得到有机-有机共混复合型质子交换膜SPAEK@Nafion。在聚合物改性剂的作用下,SPAEK@Nafion复合膜的综合性能,尤其是阻醇性能得到明显改善。同时发现,与Nafion化学结构相似的磺化聚芳醚酮能够增强自身与Nafion基材的相容性,使聚合物改性剂对复合膜性能的改善更加明显。阻醇性能的提高使SPAEK@Nafion复合膜在甲醇燃料电池中的性能明显优于重铸Nafion膜。5.制备与Nafion化学结构相似的磺化聚芳醚酮聚合物改性剂SNF-PAEK,采用共混的方式将其与Nafion基材复合,得到有机-有机共混复合型质子交换膜S@N。并利用环氧树脂f EO与SNF-PAEK反应,将交联结构引入到聚合物改性剂中,使其与Nafion基材形成交联半互穿网络,进一步提高复合膜S@N/f EO的阻醇性能。在保证复合膜较少甲醇渗透率的同时,降低S@N/f EO的膜厚以降低膜电极电阻,使复合膜在直接甲醇燃料电池中的性能进一步提高,电池最大功率密度超过商品化Nafion 212膜。
二、芳杂环聚合物质子交换膜的制备（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、芳杂环聚合物质子交换膜的制备（论文提纲范文）
（4）微孔聚合物膜材料的设计与成膜研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 微孔有机聚合物的研究进展 |
| 1.2.1 超交联聚合物 |
| 1.2.2 共轭微孔聚合物 |
| 1.2.3 固有微孔聚合物 |
| 1.2.4 共价有机框架 |
| 1.3 微孔有机聚合物膜的发展 |
| 1.3.1 固有微孔聚合物膜 |
| 1.3.2 超交联聚合物膜 |
| 1.3.3 共轭微孔聚合物膜 |
| 1.3.4 共价有机框架膜 |
| 1.4 本论文的研究思路和实验结果简述 |
| 第2章 界面交联制备耐有机溶剂的固有微孔聚合物复合膜 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验步骤 |
| 2.2.2 实验仪器与原料 |
| 2.2.3 酰氯官能化的固有微孔聚合物的合成 |
| 2.2.4 胺化的聚丙烯腈超滤膜的制备 |
| 2.2.5 界面交联的固有微孔聚合物复合膜的制备 |
| 2.2.6 聚合物和膜的表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 聚合物和胺化超滤膜的制备与表征 |
| 2.3.2 复合膜的制备与表征 |
| 2.3.3 复合膜的有机溶剂纳滤性能及运行稳定性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 超酸催化的自交联的固有微孔聚合物二氧化碳分离膜 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验步骤 |
| 3.2.2 实验仪器与原料 |
| 3.2.3 超酸催化的自交联的固有微孔聚合物膜的制备 |
| 3.2.4 固有微孔聚合膜和自交联固有微孔聚合物膜的表征 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 超酸催化的自交联的固有微孔聚合物膜的制备与表征 |
| 3.3.2 超酸催化的自交联过程中膜微孔结构的重构现象的研究 |
| 3.3.3 自交联的固有微孔聚合物膜的二氧化碳分离与运行稳定性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 傅克羟烷基化聚合制备预官能化的固有微孔聚苯烷撑 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验步骤 |
| 4.2.2 实验仪器与原料 |
| 4.2.3 富电子芳香单体的合成 |
| 4.2.4 固有微孔聚苯烷撑的合成 |
| 4.2.5 固有微孔聚苯烷撑的表征 |
| 4.2.6 固有微孔聚苯烷撑膜的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 单体的合成与表征 |
| 4.3.2 富电子芳香单体的反应位点分布对傅克羟烷基化聚合的影响 |
| 4.3.3 苯甲醛衍生物的取代基类型对傅克羟烷基化聚合的影响 |
| 4.3.4 苯甲醛衍生物的取代基位置对傅克羟烷基化聚合的影响 |
| 4.3.5 固有微孔聚苯烷撑分子链旋转自由度与比表面积关系的研究 |
| 4.3.6 固有微孔聚苯烷撑膜含氟量与二氧化碳渗透选择性关系的研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 碱性固有微孔聚合物的合成与高温质子交换膜的应用 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验步骤 |
| 5.2.2 实验仪器与原料 |
| 5.2.3 含氮杂环的固有微孔聚合物的合成 |
| 5.2.4 含氮杂环的固有微孔聚合物的表征 |
| 5.2.5 含氮杂环的固有微孔聚合物膜及交联膜的制备 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 氮杂环醛的碱性对傅克羟烷基化聚合的影响 |
| 5.3.2 含氮杂环醛的醛基位点对傅克羟烷基化聚合的影响 |
| 5.3.3 含氮杂环的固有微孔聚合物的合成与表征 |
| 5.3.4 咪唑型固有微孔聚合物膜及交联膜对磷酸吸附行为的研究 |
| 5.3.5 磷酸掺杂的咪唑型固有微孔聚合物膜及交联膜的高温质子传导 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 离子型共价有机框架的溶液加工与离子交换膜的应用 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验步骤 |
| 6.2.2 实验仪器与原料 |
| 6.2.3 离子型共价有机框架溶胶的制备 |
| 6.2.4 离子型共价有机框架纳米粒子的制备 |
| 6.2.5 离子型共价有机框架纳米片的制备 |
| 6.2.6 离子型共价有机框架膜的制备 |
| 6.2.7 离子型共价有机框架及溶胶的表征 |
| 6.3 结果与讨论 |
| 6.3.1 离子型共价有机框架溶胶的制备与表征 |
| 6.3.2 离子型共价有机框架纳米粒子与纳米片之间的结构转化的研究 |
| 6.3.3 离子型共价有机框架膜的结晶性的研究 |
| 6.3.4 离子型共价有机框架膜的质子传导 |
| 6.4 本章小结 |
| 全文总结 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 致谢 |
| 个人简介 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（5）酚酞-双酚AF共聚型聚芳醚腈的合成与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 高性能聚合物简介 |
| 1.2.1 热塑性聚酰亚胺 |
| 1.2.2 聚芳醚酮 |
| 1.2.3 聚苯硫醚 |
| 1.2.4 聚芳醚腈 |
| 1.3 低介电常数聚合物 |
| 1.4 聚合物的交联反应 |
| 1.5 论文选题背景与研究内容 |
| 1.5.1 论文选题背景 |
| 1.5.2 论文的研究内容 |
| 第二章 酚酞-双酚AF共聚型聚芳醚腈的制备及性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料及试剂 |
| 2.2.2 不同结构聚芳醚腈的合成 |
| 2.2.3 不同结构聚芳醚腈薄膜的制备 |
| 2.3 测试仪器及测试分析 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 结构表征 |
| 2.4.2 热性能测试 |
| 2.4.3 微观形貌表征 |
| 2.4.4 机械性能测试 |
| 2.4.5 介电性能测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 酚酞-双酚AF共聚型聚芳醚腈的交联行为研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料及试剂 |
| 3.2.2 交联型聚芳醚腈薄膜的制备 |
| 3.3 测试仪器及测试分析 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 交联反应机理 |
| 3.4.2 溶解性测试 |
| 3.4.3 热性能分析 |
| 3.4.4 微观形貌分析 |
| 3.4.5 交联程度分析 |
| 3.4.6 机械性能分析 |
| 3.4.7 介电性能分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 交联剂对酚酞-双酚AF共聚型聚芳醚腈的性能影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料及试剂 |
| 4.2.2 聚芳醚腈复合薄膜的制备 |
| 4.3 仪器及测试分析 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 4.4.1 交联剂在聚芳醚腈中的反应机理 |
| 4.4.2 交联剂对聚芳醚腈热性能的影响 |
| 4.4.3 交联剂对聚芳醚腈微观形貌的影响 |
| 4.4.4 交联剂对聚芳醚腈交联程度的影响 |
| 4.4.5 交联剂对聚芳醚腈机械性能的影响 |
| 4.4.6 交联剂对聚芳醚腈介电性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 全文总结 |
| 5.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的成果 |
（6）基于POSS静电纺聚酰亚胺（PI）与核壳PES@PVDF-HFP锂离子电池隔膜的制备及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 锂电池简介 |
| 1.2.1 锂离子电池的诞生和发展 |
| 1.2.2 锂离子电池的工作原理 |
| 1.2.3 锂离子电池的具体组成 |
| 1.3 锂离子电池隔膜 |
| 1.3.1 隔膜的概述 |
| 1.3.2 隔膜中常见的基体聚合物材料 |
| 1.4 聚酰亚胺(PI) |
| 1.4.1 引言 |
| 1.4.2 聚酰亚胺纤维的基本特性 |
| 1.4.3 聚酰亚胺纤维的制备方法 |
| 1.4.4 聚酰亚胺纤维的改性 |
| 1.4.5 聚酰亚胺纤维的应用与发展 |
| 1.5 聚醚砜(PES)和聚偏氟乙烯-六氟丙烯(PVDF-HFP) |
| 1.5.1 聚醚砜 |
| 1.5.2 聚偏氟乙烯-六氟丙烯 |
| 1.6 无机纳米粒子笼型聚倍半硅氧烷(POSS) |
| 1.7 隔膜的制备工艺 |
| 1.8 静电纺丝技术 |
| 1.8.1 引言 |
| 1.8.2 静电纺丝技术发展简史 |
| 1.8.3 聚合物溶液静电纺丝原理及设备 |
| 1.8.4 聚合物溶液静电纺丝过程 |
| 1.8.5 静电纺丝纳米纤维的应用 |
| 1.9 本课题的研究内容、目的及意义 |
| 1.9.1 课题的研究目的及意义 |
| 1.9.2 课题的研究内容 |
| 第二章 静电纺POSS纳米粒子改性聚酰亚胺复合隔膜的制备与性能 |
| 2.1 实验材料及仪器 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 实验方法 |
| 2.2.1 不同浓度前驱体PAA纺丝液的合成 |
| 2.2.2 静电纺制备PAA纤维膜 |
| 2.2.3 不同A-POSS纳米粒子添加量的PAA/A-POSS纺丝液的制备 |
| 2.2.4 不同A-POSS纳米粒子添加量的PI/A-POSS复合膜的制备 |
| 2.2.5 电极准备和电池组装 |
| 2.3 静电纺PI/A-POSS复合隔膜的测试表征 |
| 2.3.1 凝胶色谱分析(GPC)和傅里叶变换红外光谱分析(FT-IR) |
| 2.3.2 X 射线光电子能谱分析(XPS)和X 射线衍射分析(XRD) |
| 2.3.3 PI/A-POSS复合膜的微观形貌 |
| 2.3.4 PI/A-POSS复合膜的力学性能 |
| 2.3.5 PI/A-POSS复合膜的耐热稳定性能和耐尺寸热收缩性能 |
| 2.3.6 PI/A-POSS复合膜的孔径分布和电解液润湿性能 |
| 2.3.7 PI/A-POSS复合膜的孔隙率和电解液吸液率 |
| 2.3.8 PI/A-POSS复合膜的电化学性能 |
| 2.3.9 所组装电池的循环性能和倍率性能 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 电纺聚酰胺酸(PAA)纤维膜最佳工艺参数的探究 |
| 2.4.2 A-POSS纳米粒子的添加对聚酰胺酸(PAA)重均分子量的影响 |
| 2.4.3 PI/A-POSS复合膜的结构表征 |
| 2.4.4 PI/A-POSS复合膜的微观形貌 |
| 2.4.5 PI/A-POSS复合膜在电解液中浸泡后的微观形貌 |
| 2.4.6 PI/A-POSS复合膜的力学性能 |
| 2.4.7 复合膜的耐热稳定性和耐尺寸热收缩性能 |
| 2.4.8 复合膜的孔径分布及电解液润湿性 |
| 2.4.9 复合膜的孔隙率和电解液吸液率 |
| 2.4.10 复合膜的电化学性能 |
| 2.4.11 由PI/A-POSS复合膜所组装的锂离子电池的循环性能和倍率性能 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 静电纺核壳PES@PVDF-HFP/A-POSS隔膜的制备与性能 |
| 3.1 实验材料及仪器 |
| 3.1.1 实验材料 |
| 3.1.2 实验仪器 |
| 3.2 静电纺纳米纤维膜的制备 |
| 3.2.1 纯PVDF-HFP和纯PES纤维膜的制备 |
| 3.2.2 不同A-POSS添加量的PVDF-HFP/A-POSS复合隔膜的制备 |
| 3.2.3 核壳PES@PVDF-HFP与 PES@PVDF-HFP/A-POSS复合隔膜的制备 |
| 3.3 电纺纤维膜的测试表征 |
| 3.3.1 电纺纤维膜的微观形貌 |
| 3.3.2 纤维膜的XPS分析和XRD分析 |
| 3.3.3 纤维膜的孔径分布分析 |
| 3.3.4 纤维膜的力学性能分析 |
| 3.3.5 纤维膜的耐热稳定性和耐尺寸热收缩性能分析 |
| 3.3.6 纤维膜的孔隙率、电解液润湿性和吸液率 |
| 3.3.7 纤维膜的电化学性能分析 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 纯PVDF-HFP与 PES纤维膜的电纺工艺参数 |
| 3.4.2 电纺PVDF-HFP/A-POSS复合膜的微观形貌 |
| 3.4.3 PVDF-HFP/A-POSS复合膜的力学性能、晶体结构和孔径分布 |
| 3.4.4 核壳复合膜的电纺工艺参数 |
| 3.4.5 电纺核壳复合膜的微观形貌 |
| 3.4.6 纤维膜的结构分析 |
| 3.4.7 纤维膜的力学性能、耐热稳定性和耐尺寸热收缩性能 |
| 3.4.8 纯PVDF-HFP膜与核壳复合膜的孔径分布和电解液润湿性 |
| 3.4.9 纯PVDF-HFP膜与核壳复合膜的孔隙率和电解液吸液率 |
| 3.4.10 纯PVDF-HFP膜与核壳PES@PVDF-HFP/A-POSS复合膜的电化学性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（7）磺化聚砜/POSS质子交换膜的制备及钒电池应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 全钒氧化还原液流电池 |
| 1.2.1 全钒氧化还原液流电池的基本结构与工作原理 |
| 1.2.2 全钒液流电池的特点和应用 |
| 1.3 全钒液流电池质子交换膜 |
| 1.3.1 质子交换膜的特点 |
| 1.3.2 商用Nafion膜及Nafion改性膜 |
| 1.3.3 新型质子交换膜 |
| 1.4 POSS简介及研究进展 |
| 1.4.1 POSS基本结构与特点 |
| 1.4.2 POSS研究进展 |
| 1.5 离子液体IL简介及研究进展 |
| 1.5.1 离子液体的结构与性能 |
| 1.5.2 离子液体在质子交换膜方向的研究进展 |
| 1.6 选题意义及研究内容 |
| 1.6.1 选题意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 第二章 实验材料与实验过程 |
| 2.1 实验试剂与仪器 |
| 2.1.1 实验试剂 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 实验过程 |
| 2.2.1 Nafion膜的预处理 |
| 2.2.2 电解液的制备 |
| 2.2.3 电极预处理 |
| 2.2.4 红外光谱(FT-IR) |
| 2.2.5 热重分析(TG) |
| 2.2.6 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.2.7 机械性能 |
| 2.2.8 含水量(WU)和溶胀比(SR) |
| 2.2.9 面电阻和质子电导率 |
| 2.2.10 钒离子渗透率 |
| 2.2.11 质子选择性 |
| 2.2.12 耐氧化性 |
| 2.2.13 单电池测试 |
| 第三章 磺化聚砜/POSS杂化质子交换膜的制备及在钒电池中性能测试 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验 |
| 3.2.1 SPSF与POSS-NH2杂化质子交换膜的制备 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 杂化膜的表征和形貌 |
| 3.3.2 杂化膜的吸水率和溶胀比 |
| 3.3.3 杂化膜的热性能、机械性能和耐氧化性 |
| 3.3.4 杂化膜的质子传导性、钒渗透性和质子选择性 |
| 3.3.5 杂化膜的电池性能 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 第四章 磺化聚砜/SPOSS/IL杂化质子交换膜的制备及在钒电池中性能测试 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验 |
| 4.2.1 八苯基笼型倍半硅氧烷(OPS)的磺化 |
| 4.2.2 SPSF/SPOSS杂化质子交换膜的制备 |
| 4.2.3 SPSF/SPOSS-IL杂化质子交换膜的制备 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 SPOSS和S/SP-IL杂化膜的表征 |
| 4.3.2 杂化膜的形貌、热性能和机械性能 |
| 4.3.3 杂化膜的吸水率、溶胀率和IL流失率 |
| 4.3.4 杂化膜的质子电导率、钒渗透性和质子选择性 |
| 4.3.5 杂化膜的电池性能 |
| 4.4 结果与讨论 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 发表论文和参加科研情况 |
| 致谢 |
（8）电渗析用磺化杂萘联苯聚醚酮膜的制备与性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 文献综述 |
| 1.1 电渗析技术研究背景 |
| 1.1.1 电渗析技术原理 |
| 1.1.2 电渗析技术的发展历史和应用 |
| 1.2 离子交换膜研究背景 |
| 1.2.1 离子交换膜的结构和原理 |
| 1.2.2 离子交换膜的性能指标及制备方法 |
| 1.2.3 作为电渗析用阳离子交换膜材料的研究进展 |
| 1.3 本研究的意义和内容 |
| 2 磺化杂萘联苯聚醚酮阳离子交换膜的制备和性能表征 |
| 2.1 实验部分 |
| 2.1.1 实验试剂和设备 |
| 2.1.2 磺化杂萘联苯聚醚酮的合成 |
| 2.1.3 SPPEK膜的制备 |
| 2.1.4 表征及测试方法 |
| 2.2 结果与讨论 |
| 2.2.1 磺化反应 |
| 2.2.2 结构表征 |
| 2.2.3 物理性能 |
| 2.2.4 面电阻和质子电导率 |
| 2.2.5 离子迁移数 |
| 2.2.6 极限电流密度 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 离子交换膜的电渗析性能以及操作条件优化 |
| 3.1 实验部分 |
| 3.1.1 实验试剂和设备 |
| 3.1.2 电渗析性能的测试 |
| 3.1.3 操作条件对电渗析淡化和浓缩性能的影响 |
| 3.2 结果与讨论 |
| 3.2.1 SPPEK膜的电渗析性能对比 |
| 3.2.2 浓淡室初始溶液体积比对电渗析脱盐和浓缩的影响 |
| 3.2.3 流速对电渗析脱盐和浓缩的影响 |
| 3.2.4 操作电流对电渗析浓缩和淡化的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（9）基于芳杂环聚合物纤维的制备、微结构调控及其性能研究（论文提纲范文）
| 学位论文数据集 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 聚苯并咪唑概述 |
| 1.2.1 聚苯并咪唑的发展史 |
| 1.2.2 聚苯并咪唑的种类 |
| 1.2.3 聚苯并咪唑的合成路线及聚合工艺 |
| 1.2.4 聚苯并咪唑的性能 |
| 1.2.5 聚苯并咪唑的应用 |
| 1.3 聚酰亚胺概述 |
| 1.3.1 聚酰亚胺的发展史 |
| 1.3.2 聚酰亚胺的合成 |
| 1.3.3 聚酰亚胺的性能 |
| 1.3.4 聚酰亚胺的应用 |
| 1.4 静电纺丝制备聚酰亚胺纳米纤维及其应用 |
| 1.4.1 静电纺丝的介绍 |
| 1.4.1.1 静电纺丝的原理 |
| 1.4.1.2 静电纺丝的影响因素 |
| 1.4.2 静电纺丝制备聚酰亚胺纳米纤维膜 |
| 1.4.3 聚酰亚胺纳米纤维膜的应用 |
| 1.5 锂离子电池概述 |
| 1.5.1 锂离子电池简介 |
| 1.5.2 锂离子电池工作原理 |
| 1.5.3 锂离子电池隔膜的性能要求 |
| 1.6 锂离子电池隔膜的研究现状 |
| 1.6.1 改性微孔膜 |
| 1.6.2 无纺布隔膜 |
| 1.6.3 有机无机复合隔膜 |
| 1.7 本论文选题的意义 |
| 1.8 本论文的主要研究内容 |
| 1.9 本论文的创新之处 |
| 第二章 聚苯并咪唑纤维的制备及其结构与性能研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料 |
| 2.2.2 实验设备 |
| 2.2.3 聚苯并咪唑纤维的制备 |
| 2.2.3.1 聚苯并咪唑液晶纺丝液的合成 |
| 2.2.3.2 聚苯并咪唑纤维的制备 |
| 2.2.4 测试与表征 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 聚苯并咪唑纤维的结构 |
| 2.3.2 聚苯并咪唑纤维的凝聚态结构 |
| 2.3.3 聚苯并咪唑纺丝液的结晶态 |
| 2.3.4 聚苯并咪唑纺丝液的复数黏度 |
| 2.3.5 聚苯并咪唑纤维的特性黏度与力学性能 |
| 2.3.6 聚苯并咪唑纤维的微观形貌 |
| 2.3.7 聚苯并咪唑纤维的热稳定性 |
| 2.3.8 聚苯并咪唑纤维的阻燃性 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 多孔层包覆形貌的聚酰亚胺纳米纤维的制备、微交联及其作为锂电隔膜的性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料 |
| 3.2.2 实验设备 |
| 3.2.3 原位自粘接和微交联制备多孔层包覆的聚酰亚胺纳米纤维膜 |
| 3.2.4 测试与表征 |
| 3.3 结果和讨论 |
| 3.3.1 原位自粘接和微交联技术对PI纳米纤维微结构的调控 |
| 3.3.2 多孔层包覆的PI纳米纤维膜力学性能和结构 |
| 3.3.3 多孔层包覆的PI纳米纤维膜孔隙率和吸液率 |
| 3.3.4 多孔层包覆的PI纳米纤维膜浸润性 |
| 3.3.5 多孔层包覆的PI纳米纤维膜孔径尺寸 |
| 3.3.6 多孔层包覆的PI纳米纤维膜热稳定性 |
| 3.3.7 多孔层包覆的PI纳米纤维膜阻燃性 |
| 3.3.8 多孔层包覆的PI纳米纤维膜离子电导率 |
| 3.3.9 多孔层包覆的PI纳米纤维膜电化学窗口稳定性 |
| 3.3.10 多孔层包覆的PI纳米纤维膜电池性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 聚苯并咪唑微孔膜的制备及其作为锂电隔膜的性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料 |
| 4.2.2 实验设备 |
| 4.2.3 PBI微孔膜的制备 |
| 4.2.4 测试与表征 |
| 4.3 结果和讨论 |
| 4.3.1 PBI微孔膜对锂离子的影响 |
| 4.3.2 PBI微孔膜微观形貌和结构 |
| 4.3.3 PBI微孔膜孔隙率、吸液率、以及力学性能 |
| 4.3.4 PBI微孔膜浸润性 |
| 4.3.5 PBI微孔膜热稳定性 |
| 4.3.6 PBI微孔膜阻燃性 |
| 4.3.7 PBI微孔膜离子电导率 |
| 4.3.8 PBI微孔膜电池性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 具有核壳结构的PI@PBI复合纳米纤维的制备、微粘接包覆及其作为锂电隔膜的性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验原料 |
| 5.2.2 实验设备 |
| 5.2.3 原位自粘接和自压缩制备PI@PBI复合纳米纤维 |
| 5.2.4 测试与表征 |
| 5.3 结果和讨论 |
| 5.3.1 原位自粘接和自压缩技术对PI@PBI复合纳米纤维进行微结构调控 |
| 5.3.2 PI@PBI复合纳米纤维膜结构和力学性能 |
| 5.3.3 PI@PBI复合纳米纤维膜孔隙率、吸液率、以及透气率 |
| 5.3.4 PI@PBI复合纳米纤维膜浸润性 |
| 5.3.5 PI@PBI复合纳米纤维膜孔径尺寸 |
| 5.3.6 PI@PBI复合纳米纤维膜热稳定性 |
| 5.3.7 PI@PBI复合纳米纤维膜阻燃性 |
| 5.3.8 PI@PBI复合纳米纤维膜离子电导率 |
| 5.3.9 PI@PBI复合纳米纤维膜电池性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 具有三明治结构的PI@PBI/PEI/PI@PBI复合纳米纤维的制备、微焊接及其作为锂电隔膜的性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验原料 |
| 6.2.2 实验设备 |
| 6.2.3 PBEI复合纳米纤维膜的制备 |
| 6.2.4 测试与表征 |
| 6.3 结果和讨论 |
| 6.3.1 原位焊接技术对PBEI复合纳米纤维微结构的调控 |
| 6.3.2 PBEI复合纳米纤维膜结构和力学性能 |
| 6.3.3 PBEI复合纳米纤维膜浸润性 |
| 6.3.4 PBEI复合纳米纤维膜孔隙率和吸液率 |
| 6.3.5 PBEI复合纳米纤维膜热稳定性 |
| 6.3.6 PBEI复合纳米纤维膜阻燃性 |
| 6.3.7 PBEI复合纳米纤维膜的自断电行为 |
| 6.3.8 PBEI复合纳米纤维膜离子电导率 |
| 6.3.9 PBEI复合纳米纤维膜电池性能 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 博士期间发表研究论文与取得的科研成果 |
| 作者和导师简介 |
| 北京化工大学博士研究生学位论文答辩委员会决议书 |
（10）用于直接甲醇燃料电池复合型质子交换膜的制备与性能研究（论文提纲范文）
| 内容提要 |
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 引言 |
| 1.1 燃料电池 |
| 1.1.1 燃料电池的特点 |
| 1.1.2 燃料电池的发展现状与应用前景 |
| 1.1.3 燃料电池的分类 |
| 1.2 直接甲醇燃料电池 |
| 1.3 质子交换膜 |
| 1.3.1 单一聚合物质子交换膜 |
| 1.3.2 复合型质子交换膜 |
| 1.4 本论文的设计思想 |
| 第二章 离子液体浸渍金属-有机骨架化合物交联改性主链型磺化聚芳醚酮基质子交换膜 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验试剂 |
| 2.2.2 实验测试及表征方法 |
| 2.2.3 实验步骤 |
| 2.3 结果与讨论 |
| 2.3.1 无机纳米填料IL@NH_2-MIL-101 的合成与表征 |
| 2.3.2 复合膜IL@MOF-X的基本性能表征 |
| 2.3.3 复合膜 IL@MOF-X 的质子传导率 |
| 2.3.4 复合膜IL@MOF-X的甲醇渗透率 |
| 2.3.5 复合膜IL@MOF-X直接甲醇燃料电池性能的表征 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 磺酸基-氨基双功能化金属-有机骨架化合物改性侧链型磺化聚芳醚酮基质子交换膜 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验试剂 |
| 3.2.2 实验测试及表征方法 |
| 3.2.3 实验步骤 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 DMNF单体和聚合物的合成表征 |
| 3.3.2 氨基-磺酸基双功能化纳米填料MNS的表征 |
| 3.3.3 复合膜MNS@SNF-PAEK的基本性能表征 |
| 3.3.4 复合膜MNS@SNF-PAEK的质子传导率 |
| 3.3.5 复合膜MNS@SNF-PAEK的阻醇性能 |
| 3.3.6 复合膜MNS@SNF-PAEK电池性能的表征 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 柔性烷基磺酸修饰的金属-有机骨架化合物改性侧链型磺化聚芳醚酮基质子交换膜 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验试剂 |
| 4.2.2 实验测试及表征方法 |
| 4.2.3 实验步骤 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 烷基磺酸支链型无机纳米填料MNCS的表征 |
| 4.3.2 复合膜MNCS@SNF-PAEK的机械性能和尺寸稳定性 |
| 4.3.3 复合膜MNCS@SNF-PAEK的质子传导率 |
| 4.3.4 复合膜MNCS@SNF-PAEK的阻醇性能 |
| 4.3.5 复合膜MNCS@SNF-PAEK的电池性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 磺化聚芳醚酮共混改性Nafion基质子交换膜的制备及性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 实验试剂 |
| 5.2.2 实验测试及表征方法 |
| 5.2.3 实验步骤 |
| 5.3 实验结果与讨论 |
| 5.3.1 不同结构SPAEK聚合物共混改性剂的~1H NMR表征 |
| 5.3.2 SPAEK@Nafion共混改性复合膜的微观形貌表征 |
| 5.3.3 SPAEK@Nafion复合膜的机械性能、抗氧化稳定性 |
| 5.3.4 SPAEK@Nafion共混改性复合膜的尺寸稳定性 |
| 5.3.5 SPAEK@Nafion共混改性复合膜的IEC与质子传导率 |
| 5.3.6 SPAEK@Nafion共混改性复合膜的阻醇性能 |
| 5.3.7 SPAEK@Nafion共混改性复合膜的电池性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 交联半互穿网状磺化聚芳醚酮共混改性Nafion基质子交换膜的制备及性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 实验部分 |
| 6.2.1 实验试剂 |
| 6.2.2 实验测试及表征方法 |
| 6.2.3 实验步骤 |
| 6.3 实验结果与讨论 |
| 6.3.1 SNF-PAEK和 fEO的~1H NMR、FT-IR表征 |
| 6.3.2 S@N/fEO复合膜的机械性能、尺寸稳定性和抗氧化稳定性表征 |
| 6.3.3 S@N/fEO复合膜的质子传导率 |
| 6.3.4 S@N/fEO复合膜微观相分离结构表征 |
| 6.3.5 S@N/fEO复合膜阻醇性能表征 |
| 6.3.6 S@N/fEO复合膜的电池性能表征 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
四、芳杂环聚合物质子交换膜的制备（论文参考文献）
- [1]共聚型磺化芳香氧膦质子交换膜的合成与表征[D]. 鲁晨. 上海应用技术大学, 2021
- [2]交联型支化聚苯并咪唑类高温质子交换膜的制备及性能研究[D]. 王燕. 山东理工大学, 2021
- [3]基于聚苯并咪唑/超支化聚合物的交联共混体系的高温质子交换膜[J]. 曹凯悦,彭金武,李宏斌,石埕荧,王鹏,刘佰军. 高等学校化学学报, 2021(06)
- [4]微孔聚合物膜材料的设计与成膜研究[D]. 周圣阳. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [5]酚酞-双酚AF共聚型聚芳醚腈的合成与性能研究[D]. 陈思静. 电子科技大学, 2021(01)
- [6]基于POSS静电纺聚酰亚胺（PI）与核壳PES@PVDF-HFP锂离子电池隔膜的制备及性能研究[D]. 王震. 天津工业大学, 2021(01)
- [7]磺化聚砜/POSS质子交换膜的制备及钒电池应用[D]. 郑建丽. 天津工业大学, 2021(01)
- [8]电渗析用磺化杂萘联苯聚醚酮膜的制备与性能[D]. 邓聪. 大连理工大学, 2020(02)
- [9]基于芳杂环聚合物纤维的制备、微结构调控及其性能研究[D]. 孙国华. 北京化工大学, 2020(01)
- [10]用于直接甲醇燃料电池复合型质子交换膜的制备与性能研究[D]. 汝春宇. 吉林大学, 2020(08)