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《四氮唑質(zhì)子載體接枝硅烷偶聯(lián)劑用于質(zhì)子交換膜.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、AThesisSubmittedtoZhengzhouUniversityfortheDegreeofMasterCarriersofTetrazoleGrafted--SilaneCouplingAgentForProtonExchangeMembraneBy：DongjieWangSupervisor：Prof．HuipingLiMajor：ChemicalTechnologySchoolofChemicalEngineeringandEnergy一一，May,2012原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在
2、導(dǎo)師李惠萍教授的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的科研成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。學(xué)僦文懶鼢：丑嗨弘J礦年上月細(xì)學(xué)位論文使用授權(quán)聲明本人在導(dǎo)師李惠萍教授指導(dǎo)下完成的論文及相關(guān)的職務(wù)作品，知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬鄭州大學(xué)。根據(jù)鄭州大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留或向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱；本人授權(quán)鄭州大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分編入有關(guān)
3、數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或者其他復(fù)制手段保存論文和匯編本學(xué)位論文。本人離校后發(fā)表、使用學(xué)位論文或與該學(xué)位論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，第一署名單位仍然為鄭州大學(xué)。保密論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定。學(xué)位論文作者(簽名)：竄、孚森’沙J礦年j月；口日摘要商業(yè)化全氟磺酸膜如Nation膜，質(zhì)子傳遞主要依賴于外部水分子，工作溫度較低(80℃左右)，導(dǎo)致鉑催化劑一氧化碳易中毒、引發(fā)電池內(nèi)部水、熱管理困難等問(wèn)題。因此，開(kāi)發(fā)以非水質(zhì)子載體為基礎(chǔ)的新型質(zhì)子交換膜(PEM)備受關(guān)注。本課題來(lái)源于河南省國(guó)際合作項(xiàng)目“新型含氮雜環(huán)質(zhì)子交
4、換膜的設(shè)計(jì)與合成"(No．104300510009)，目的在于篩選出一種良好的氮雜環(huán)質(zhì)子載體，并以此化合物為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和合成一種具有原生質(zhì)子傳遞能力的PEM。咪唑和四氮唑環(huán)具有原生質(zhì)子傳遞能力，本論文首先理論分析了咪唑環(huán)和四氮唑環(huán)的結(jié)構(gòu)，對(duì)比了文獻(xiàn)報(bào)道的其相應(yīng)質(zhì)子交換膜的電導(dǎo)率，得出四氮唑環(huán)質(zhì)子傳遞性優(yōu)于咪唑，另電化學(xué)測(cè)試表明四氮唑電化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)于咪唑，因此四氮唑比咪唑更適合用于PEM。之后通過(guò)四氮唑衍生物的pKa值分析，得出5．(4．羥基苯基)一1H一四氮唑是較好的選擇，并測(cè)試了其熱穩(wěn)定性可達(dá)247℃。其次，在水相中通過(guò)l
5、，3．偶極環(huán)加成反應(yīng)，合成了5．(4一羥基苯基)．1H．四氮唑，紅外、核磁確認(rèn)了產(chǎn)物結(jié)構(gòu)。單因素和正交試驗(yàn)優(yōu)化了合成條件：以0．12mol對(duì)羥基苯甲腈為基準(zhǔn)，疊氮鈉和對(duì)羥基苯甲腈的摩爾比1．4：1，反應(yīng)時(shí)間24小時(shí)，溶劑量270mL，反應(yīng)溫度115℃，酸化溫度55℃，酸化時(shí)間90分鐘，產(chǎn)率92．5％。工藝環(huán)保、簡(jiǎn)單、產(chǎn)率高。再次，將5．(4．羥基苯基)．1H一四氮唑和硅烷偶聯(lián)劑接枝合成了5。(4一(3．二乙氧基甲基硅烷基丙氧基)苯基)．1H．四氮唑，紅外和核磁表征了其結(jié)構(gòu)，凝膠色譜表征了分子量分布；單因素和正交試驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)條
6、件進(jìn)行了優(yōu)化：以0．02mol5．(4．羥基苯基)．四氮唑?yàn)榛鶞?zhǔn)與氫氧化鉀和丫．氯丙基甲基二乙氧基硅烷比為：l：1．6：1．4，反應(yīng)時(shí)間42h，溶劑量80mL時(shí)，收率69．3％；同時(shí)合成了5一(4．(3．三甲氧基硅烷基丙氧基)苯基)．1H．四氮唑并進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征。最后，接枝產(chǎn)物在聚四氟乙烯基膜上發(fā)生原位聚合，制備出了含四氮唑接枝產(chǎn)物的PEM。掃描電鏡觀察到基膜的微孔被聚合物填充；熱分析表明膜的熱穩(wěn)定性達(dá)206℃，交流阻抗法測(cè)試了膜的電導(dǎo)率，25℃到85℃電導(dǎo)率隨溫度升高而增加，85℃下為6．568x10珥S／cm。因此，以
7、四氮唑接枝硅烷偶聯(lián)劑為基礎(chǔ)，經(jīng)原位聚合制備新型質(zhì)子交換膜，方法可行，為研發(fā)相關(guān)質(zhì)子交換膜提供很好的參考價(jià)值。摘要關(guān)鍵詞：質(zhì)子交換膜，四氮唑，點(diǎn)擊合成，硅烷偶聯(lián)劑，原位聚合ⅡAbstractPerfluorosulfonatedmembranessuchasNation,whichitsprotonconductivi夠stronglydependsonexternalwaterorhumidity．ThecatalystontheelectrodesiseasilyCOpoisonedandwaterandheatfrom
8、systemaredifficulttobemanagedduetolowoperatingtemperature(about800C1．SoitattractsmuchattentionsnecessarytOdevelopthenovelfunctionalprotonmembranebasedon
