p0ss改性聚芳醚酮类质子交换膜的研究

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1、分类号：O631单位代码：10183研究生学号：2014334002密级：公开POSS改性聚芳吉林大学醚酮类硕士学位论文质子交换膜POSS改性聚芳醚酮类质子交换膜的研究的研究Studyofprotonexchangemembranesbasedonpoly(aryletherketone)modifiedbyPOSS葛晓光作者姓名：葛晓光专业：化学工程吉研究方向：聚合物功能膜材料林大指导教师：那辉教授学培养单位：化学学院2017年4月POSS改性聚芳醚酮类质子交换膜的研究Studyofprotonexchangem

2、embranesbasedonpoly(aryletherketone)modifiedbyPOSS作者姓名：葛晓光专业名称：化学工程指导教师：那辉教授学位类别：工学硕士答辩日期：年月日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研

3、究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊（光盘版）电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同

4、意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意按章程规定享受相关权益。论文级别：√硕士□博士学科专业：化学工程论文题目：POSS改性聚芳醚酮类质子交换膜的研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址（邮编）：吉林省长春市前进大街2699号（130012）作者联系电话：18744026721内容摘要通过苯基三氯硅烷水解成功合成八苯基笼型聚倍半硅氧烷（OPS），并利用硝化反应和还原反应分别制备了八硝基笼型聚倍半硅氧烷（ONPS）和八氨基笼型聚倍半硅氧烷(OAPS)。使用笼型倍半硅氧烷对聚芳醚酮基

5、质子交换膜进行了改性研究。八氨基笼型聚倍半硅氧烷作为交联剂，三甲胺作为季铵化试剂，制备了八氨基笼型聚倍半硅氧烷交联的季铵型聚芳醚酮，并作为高温质子交换膜材料进行研究。八氨基笼型聚倍半硅氧烷的引入提高了膜的机械性能、热稳定性、氧化稳定性和质子传导率。此外，使用三种合成的笼型倍半硅氧烷作用复合材料，研究不同官能团的笼型倍半硅氧烷对低温质子交换膜的影响，并对杂化膜的性能做了一系列的研究。I中文摘要POSS改性聚芳醚酮类质子交换膜材料的制备与性能研究作者姓名：葛晓光指导教师：那辉教授专业：化学工程燃料电池是一种高效清洁的发

6、电装置。它能够直接将燃料和氧化剂的化学能转化为电能。在燃料电池工作的过程中没有经过燃烧的过程，不受卡诺循环的限制，所以它的能量转化效率很高，大概在60%-80%。除了效率高之外，燃料电池不会产生环境污染物和噪音污染，能够很好地解决使用常规能源会产生环境污染的问题。质子交换膜燃料电池是燃料电池中的一种，而质子交换膜是它的核心部件，它起到传导质子、隔绝电子和燃料氧化剂的作用。聚芳醚酮具有高的热稳定性、优良的机械性能、制备简单和成本低等优点，并且聚芳醚酮可以非常容易地通过改变合成单体或者后期修饰的方法对聚芳醚酮进行功能化

7、。所以聚芳醚酮类聚合物用于质子交换膜被广泛地研究。有机硅材料由于同时具有有机材料的易功能化和好的溶解性，还有无机材料的高的热稳定性和化学稳定性，所以被广泛地用于有机材料的改性研究。在第三章中，我们使用苯基三氯硅烷水解制备了八苯基笼型聚倍半硅氧烷（OctaphenylsilsesquioxaneOPS），并通过硝基反应和还原反应制备了八硝基笼型聚倍半硅氧烷（octa(nitrophenyl)silsesquioxaneONPS)和八氨基笼型聚倍半硅氧烷（octa(aminophenyl)silsesquioxaneO

8、APS)。通过氢谱核磁、固体硅谱核磁、红外和XRD对产物进行了表征。接着使用八氨基笼型倍半硅氧烷对聚芳醚酮基高温质子交换膜材料进行了改性研究。首先，合成溴甲基化的聚芳醚酮（BrPEEK），由于随着交联剂的含量增加能够使膜形成更密集的交联结构，使得膜的磷酸吸附变少，所以制备了具有溴甲基比例较高的溴甲基聚芳醚酮。制备溴代聚芳醚酮与OAPS复合而形成的交联膜，再浸