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《四氮唑質子載體接枝硅烷偶聯(lián)劑用于質子交換膜.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在工程資料-天天文庫。
1、AThesisSubmittedtoZhengzhouUniversityfortheDegreeofMasterCarriersofTetrazoleGrafted--SilaneCouplingAgentForProtonExchangeMembraneBy：DongjieWangSupervisor：Prof．HuipingLiMajor：ChemicalTechnologySchoolofChemicalEngineeringandEnergy一一，May,2012原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在
2、導師李惠萍教授的指導下，獨立進行研究所取得的成果。除文中已經注明引用的內容外，本論文不包含任何其他個人或集體己經發(fā)表或撰寫過的科研成果。對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。本聲明的法律責任由本人承擔。學僦文懶鼢：丑嗨弘J礦年上月細學位論文使用授權聲明本人在導師李惠萍教授指導下完成的論文及相關的職務作品，知識產權歸屬鄭州大學。根據鄭州大學有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留或向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱；本人授權鄭州大學可以將本學位論文的全部或部分編入有關
3、數據庫進行檢索，可以采用影印、縮印或者其他復制手段保存論文和匯編本學位論文。本人離校后發(fā)表、使用學位論文或與該學位論文直接相關的學術論文或成果時，第一署名單位仍然為鄭州大學。保密論文在解密后應遵守此規(guī)定。學位論文作者(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，質子傳遞主要依賴于外部水分子，工作溫度較低(80℃左右)，導致鉑催化劑一氧化碳易中毒、引發(fā)電池內部水、熱管理困難等問題。因此，開發(fā)以非水質子載體為基礎的新型質子交換膜(PEM)備受關注。本課題來源于河南省國際合作項目“新型含氮雜環(huán)質子交
4、換膜的設計與合成"(No．104300510009)，目的在于篩選出一種良好的氮雜環(huán)質子載體，并以此化合物為基礎設計和合成一種具有原生質子傳遞能力的PEM。咪唑和四氮唑環(huán)具有原生質子傳遞能力，本論文首先理論分析了咪唑環(huán)和四氮唑環(huán)的結構，對比了文獻報道的其相應質子交換膜的電導率，得出四氮唑環(huán)質子傳遞性優(yōu)于咪唑，另電化學測試表明四氮唑電化學穩(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，并測試了其熱穩(wěn)定性可達247℃。其次，在水相中通過l
5、，3．偶極環(huán)加成反應，合成了5．(4一羥基苯基)．1H．四氮唑，紅外、核磁確認了產物結構。單因素和正交試驗優(yōu)化了合成條件：以0．12mol對羥基苯甲腈為基準，疊氮鈉和對羥基苯甲腈的摩爾比1．4：1，反應時間24小時，溶劑量270mL，反應溫度115℃，酸化溫度55℃，酸化時間90分鐘，產率92．5％。工藝環(huán)保、簡單、產率高。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構，凝膠色譜表征了分子量分布；單因素和正交試驗對實驗條
6、件進行了優(yōu)化：以0．02mol5．(4．羥基苯基)．四氮唑為基準與氫氧化鉀和丫．氯丙基甲基二乙氧基硅烷比為：l：1．6：1．4，反應時間42h，溶劑量80mL時，收率69．3％；同時合成了5一(4．(3．三甲氧基硅烷基丙氧基)苯基)．1H．四氮唑并進行了結構表征。最后，接枝產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206℃，交流阻抗法測試了膜的電導率，25℃到85℃電導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，經原位聚合制備新型質子交換膜，方法可行，為研發(fā)相關質子交換膜提供很好的參考價值。摘要關鍵詞：質子交換膜，四氮唑，點擊合成，硅烷偶聯(lián)劑，原位聚合ⅡAbstractPerfluorosulfonatedmembranessuchasNation,whichitsprotonconductivi夠stronglydependsonexternalwaterorhumidity．ThecatalystontheelectrodesiseasilyCOpoisonedandwaterandheatfrom
8、systemaredifficulttobemanagedduetolowoperatingtemperature(about800C1．SoitattractsmuchattentionsnecessarytOdevelopthenovelfunctionalprotonmembranebasedon
