电子废弃物部件资源再生的经济和环境评价

《电子废弃物部件资源再生的经济和环境评价》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、东华大学硕士学位论文电子废弃物部件资源再生的经济和环境评价姓名：吉来申请学位级别：硕士专业：管理科学与工程指导教师：张科静2012-01-04摘要细菌纤维素(BacterialCellulose，BC)是一种由微生物发酵产生的天然高分子纳米材料，其化学本质是纤维素。相比于植物纤维素，细菌纤维素具有三维纳米网状结构、高机械强度、高结晶度、高化学纯度、高亲水性、低气体渗透性以及良好的生物相容性等特点，使之在食品、造纸、生物医学工程、渗透汽化膜、声音振动膜等方面得到良好的应用。除此之外，细菌纤维素在质子交换膜燃料电池(PEMFC)关键材料上的应用也获

2、得不少关注，包括催化剂、气体扩散层以及质子交换膜。然而，上述研究主要偏向于前两者，而关于细菌纤维素制备质子交换膜的研究不够系统深入。因此，本课题通过掺杂各种小分子有机酸、无机酸制备了用于PEMFC的酸掺杂细菌纤维素质子交换膜，然后采用各种方法将BC与Nafion结合制备出BC醇匀浆／Na60n混合膜和各种BC／Na行on复合膜用作直接甲醇燃料电池(DMFC)的质子交换膜。本研究首先通过比较不同的BC膜状态、掺杂酸的种类和干燥方式对成膜性的影响，优选出烘干BC膜进行掺杂处理，磷酸、植酸作为掺杂酸，采用低温干燥使浸酸后的BC膜干燥成膜。然后，本课题

3、比较研究了磷酸和植酸掺杂BC膜的红外光谱、热失重性质、力学性能、含水率和酸掺杂水平、质子传导率等性质。最终将合适地样品与催化剂、碳纸组装并以优化过的热压条件热压形成膜电极(MEA)，进而组装成单电池，进行氢氧燃料电池的发电性能测试。实验结果表明酸掺杂BC膜中磷酸、植酸与纤维素之间存在氢键相互作用，且都‘1具有良好的热稳定性，良好的机械强度和柔韧性，合适的吸水率，较高的酸掺杂水平，较高的质子传导率。选择8M磷酸和1．6M植酸掺杂BC膜，分别采用PTFE薄片作介质、80oC、10MPa、6min和PTFE薄片作介质、80oC、6MPa、3min的热

4、压条件制备MEA，分别最大可获得30．7mWcm。2(60。C)和20．6mWcm’2(80。C)的功率密度。本课题通过气相色谱测定了纯BC膜的甲醇渗透率，验证了具其良好的阻甲醇性，并且甲醇浓度越高阻醇效果越明显。由此，实验采用BC匀浆制备了不同比例的BC／Nafion混合膜并尝试将其应用于DMFC质子交换膜上。实验考查了BC与Na60n比例以及高温韧化处理对混合膜的红外光谱性质、热学性能(TG，DSC，DMA)、力学性能(DMA)、吸水率、质子传导率、甲醇渗透率等性质和参数的影响。实验证明BC与Na行on之间存在氢键相互作用，Nafion比例

5、越高各个吸收峰强度越大；韧化处理使得混合膜脱水，氢键相互作用减弱；BC／Na60n混合膜为非均相共混膜，具有两个玻璃化转变过程、良好的热稳定性(低于120。C)、高的杨氏模量、较高的吸水率和质子传导率以及较低的甲醇渗透率；韧化处理后上述性质除了吸水率和甲醇渗透率显著下降之外，其他性质几乎保持不变或有稍有提高，从而使得韧化处理后的BC／Nafion混合膜选择性更高，更适合应用于DMFC。本研究进一步开发了五种方法制备BC／Na60n夹心复合膜，通过初步的：实验结果和现象分析得出冻于浸泡法制备的BC／Na行on复合膜、层层自组装制备的Nafion／

6、BC／Nafion、凝胶贴附法制备的BC／Na矗on／BC夹心复合膜具有应用于DMFC的可行性，而溶剂共混法制备的BC／Nanon复合膜和匀浆流延法制备的BC／Nafio“BC夹心复合膜暂时不具备应用于DMFC的可行性。关键词：细菌纤维素、掺杂、Nanon、质子交换膜、燃料电池AbstractBacterialcelIulose(BC)isakindofnaturalmacromolecularnano。materialobtainedbythefermentationofsomemicroorganisms．Comparedtotheplan

7、tcellulose(PC)，BCischemicallysamebutdistinguishedbyitsspecial3Dnanostructuremorph0109y，hightensilestrength，highcrystallinity’highchemicalpurity，highwaterbindingcapacity，10wgaspermeationandgoodbiocompatibility．Hence，BChasbeenstudyinginVariousfields，suchasfoodadditives，highqua

8、lityaudiomembranes，functionalpapers，pervaporationmembranesandbiomedicalmate