溶液流延法制备全氟磺酸离子交换膜的工艺研究

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1、北京化工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研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。作者签名：童整补日期：到望：皇!主女关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京化工大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京化工大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学

2、位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。口论文暂不公开(或保密)注释：本学位论文属于暂不公开(或保密)范围，在jL年解密后适用本授权书。，幽}暂不公开(或保密)论文注释：本学位论文不属于暂不公开(或保密)范围，适用本授权书。作者签名：导师签名：日期：2口l峰、S，30二学位论文数据煳粥中图分类号TQ325．4学科分类号430．5020论文编号1001020140485密级公开学位授予单位代码100lO学位授予单位名称北京化工大学作者姓名高艳林学号2011200485获学位专业名称材料科学与工程获学位专业代码0805课题来源其他项目研究方向高

3、分子材料论文题目溶液流延法制备全氟磺酸离子交换膜的工艺研究关键词全氟磺酸离子交换膜，溶液流延，高沸点溶剂，成膜温度，成膜时间论文答辩日期2014—05．29幸论文类型应用研究学位论文评阅及答辩委员会情况姓名职称工作单位学科专长指导教师苑会林教授北京化工大学高分子材料评阅人1刘长维高工北京化工大学高分子材料评阅人2乔辉副教授北京化工大学高分子材料评阅人3评阅人4评阅人5答辩委员会主席李从举教授北京服装学院高分子材料答辩委员l张胜教授北京化工大学高分子材料答辩委员2苏志强副教授北京化工大学高分子材料答辩委员3丁雪佳副教授北京化工大学高分子材料答辩委员4张好斌副教授北京化工大学高分子材

4、料答辩委员5注：一．论文类型：1．基础研究2．应用研究3．开发研究4．其它二．中图分类号在《中国图书资料分类法》查询。三．学科分类号在中华人民共和国国家标准(GB／T13745．9)《学科分类与代码》中查询。四．论丈编号由单位代码和年份及学号的后四位组成。摘要溶液流延法制备全氟磺酸离子交换膜的工艺研究全氟磺酸离子交换膜具有优良的质子传导率和理化性能，所以全氟磺酸离子交换膜不仅是质子交换膜燃料电池和钒电池的关键组成部分，而且还被广泛地应用于氯碱工业、渗透汽化、气体分离以及光催化等领域，具有其他材料不可比拟的优势。本文对溶液流延法制备全氟磺酸离子交换膜的成膜工艺进行了研究，其中主要研

5、究了高沸点溶剂、成模温度以及成膜时间对离子膜性能的影响。通过对实验制各离子膜的热性能、化学稳定性能、力学性能以及水合性能进行测试，找到最佳工艺条件。主要工作如下：1、分别采用N．甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基亚砜(DMSO)、1,2-丙二醇和N．N二甲基乙酰胺(DMAC)四种高沸点溶剂制备出离子膜并对其各项性能进行测试，结果表明四种溶剂制备的离子膜的性能都较好，其中以NMP为溶剂制备的离子膜的各项性能最佳。2、在不同的成膜温度和成膜时间下制备全氟磺酸离子交换膜并对其表征，研究表明，成膜温度和时间都会影响膜的结晶性能，引起膜内结晶规整性和晶体颗粒尺寸的变化，从而导致其他性能的差异。

6、随着成膜温度的升高或者成膜时间的延长，膜内的晶体颗粒尺寸逐渐增大，结晶规整性也逐渐提高，从而使膜的耐溶剂能力和力学性能逐I北京化工大学硕士学位论文渐增加，其含水率却反而降低。3、对离子膜进行红外光谱分析，发现转型后的离子膜的红外光谱图中新出现了磺酸基团、分子内氢键和水分子的特征吸收峰；4、测定制膜液在不同的固含量和温度下的粘度，结果表明，制膜液的粘度随温度的升高而逐渐减低，随溶液中树脂溶质浓度的增大而逐渐增大。关键词：全氟磺酸离子交换膜，溶液流延，高沸点溶剂，成膜温度，成膜时间ABSTRACTPRoCESSRESEARCHoFPREPAR』钥[1IoNoFPFSIEMUSINGT

7、HESOLUTIONCASTINGMETHoDPerfluorosulfonateion-exchangedmembraneisnotonlyakeycomponentoftheprotonexchangemembranefuelcellandvanadiumbattery,butalsobewidelyusedinchloride-alkaliindustry,pervaporation，gasseparation，photocatalysisandotherfieldbeca