中文题名: | Nafion树脂在溶液中分散行为的研究 |
姓名: | |
学号: | 1049721100146 |
保密级别: | 公开 |
论文语种: | chi |
学科代码: | 080502 |
学科名称: | 材料学 |
学生类型: | 硕士 |
学位: | 工程硕士 |
学校: | 武汉理工大学 |
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专业: | |
研究方向: | 新能源燃料电池 |
第一导师姓名: | |
第一导师院系: | |
第二导师姓名: | |
完成日期: | 2013-05-30 |
答辩日期: | 2013-05-30 |
中文关键词: | Nafion树脂溶液 ; 动态光散射 ; TEM ; 团聚 |
中文摘要: |
随着人类文明和工业社会的发展,能源的消耗越来越大。据不完全估计,煤炭石油和天然气等化石能源将在未来几十年到几百年消耗殆尽。能源短缺和环境污染是人类一直面对的两大难题。特别在今年的雾霾天气更说明了环境问题的紧迫性。因此开发使用新能源,发展低碳经济是解决这两大问题的关键所在。燃料电池具有污染小,噪音小,能源利用率高而受到发达及发展中国家的青睐。而质子交换膜是燃料电池的关键组件,对全氟磺酸质子交换膜及其性质的研究具有重要意义。 本文主要通过研究全氟磺酸溶液即Nafion树脂在水异丙醇体系中的分散状态,分析其分散机理以及其对成膜性能的影响。水/异丙醇的体积比分别为1/4、5/5、3/2和4/1四种,Nafion树脂的固含量分别为0.5%、1%、3%、5%和6%五种。对其进行动态光散射测试,Zeta电位测试以及透射电镜分析发现,Nafion树脂在水/异丙醇溶液中存在两种颗粒,较小的颗粒约为100nm,而较大颗粒为1000nm左右。根据前人的研究结果以及本实验结果分析可知,Nafion在水/异丙醇溶液中存在不同程度的团聚。其初次形成的团聚为棒状结构,之后随着Nafion含量的增加,在侧链作用下发生二次团聚。 Nafion颗粒随着异丙醇含量的增加而逐渐增大,随着Nafion含量的增加而出现先增大后减小的趋势,且存在一个浓度转折点5%。 本文从分子间作用力,溶度参数,介电常数,聚电解质效应等几个方面分别做出解释,并认为,Nafion在溶液中的不同分散状态对其成膜的性能是有一定的影响的。在溶液质量分数为5%水醇体积比为3:2时理论上成膜机理最好。这对Nafion成膜机理的研究具有重要的理论意义。
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中图分类号: | TM911.4 |
馆藏号: | TM911.4/0146/2013 |
备注: | 403-西院分馆博硕论文库;203-余家头分馆博硕论文库 |