全钒液流电池用酸碱对质子交换膜的制备及性能

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1、ＴＱ３１７．３００５８＾＾＾＾＾＾＾？．．＿，＾厳货顧或＇，巧质子交换膜］在职攻读ｍｚ独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研巧工作和取得的研究成果，论文中不包含其他人已经发表，除了文中特别加Ｗ标注和致谢之处外或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津工业大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：义辞签字日期：私，１年Ｌ月可日茄＞］学位论文版

2、权使用授权书本学位论文作者完全了解天津工业大学有关俱留、使用学位论文的规定。特授权天津工业大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行、检索，并采用影印、缩印或妇描等复制手段保存汇编Ｗ供查阔和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：乳在巧导师签名：１月２＾签字日期、签字日期：＞ｎ年７日：如年月日１｜学位论文的主要创新点一－、制备了横化聚酸離丽（ＳＰＥＥＫ）／氨基化氧化石墨嫌（ＰＰＤＧＯ）复合膜（ＳＰＥＥＫ／ＰＰＤ－ＧＯ）

3、－－，考察了不同ＰＰＤＧＯ添化量对ＳＰＥＥＫ／ＰＰＤＧＯ复合膜综合性能的影响，探究了质子交换膜酸碱作用对饥电池性能的影响。二－、通过４４二二，，氨基苯酸（ＯＤＡ）、苯胺（ＡＮ）成功修饰了ＧＯ制备－－－－了ＳＰＥＥＫ／ＯＤＡＡＮＧＯ。ＯＤＡＡＮＧＯ对ＳＰＥＥＫ复合膜分析了复合膜综合性，探讨了酸碱对强度与复合膜阻饥性能的影响、质子传导率及单电池性能的关。．系、？？－．．Ａ．、？＊－１摘要全饥液流电池具有充放电效率高、使用寿命长、绿色安全和价格低廉等优一点，成为储能系统的最佳选择，。质子

4、交换膜是全饥液流电池的核也组件么决定了饥电池的能量效率和使用寿命。目前化电池质子交换膜为Ｎａｆｉｏｎ系列，。但昂贵价格，高饥离子透过率，低的电流效率制约了饥电池的商业化研巧开发一种低成本、化学稳定性好、质子传导率高和饥离子渗透率低的质子交换膜是推进全筑液流电池应用的关键。橫化聚離酸砸（ｓｕｌｆｏｍｔｅｄｐｏｌｅｔｌｉｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅＳＰＥＥＫ）质子交换膜具有ｙ（），低成本、高选择性、制备简单等优点。作为饥电池膜材料使用时，电池能量效率与其横化度高低有密切关系。低橫化度ＳＰＥＥＫ的质子传导性低，不适合用于飢电池

5、；高橫化度ＳＰＥＥＫ的溶胀度大，增加了饥离子透过率。本论文通过渗杂功能化氧化石墨帰（ＧＯ）改性高験化度的ＳＰＥＥＫ膜，探讨了复合膜结构与性能的关系。－ＧＯＷ对苯二胺（ＰＰＤ）为修饰剂，制备了氨基化氧化石墨帰（ＰＰＤ），与ＳＰＥＥＫＳＰＥＥＫＰＰＤ－共混制备了／ＧＯ复合膜，对复合膜的结构和性能、饥电池性能进行了表征和测试－。研究表明，ＰＰＤＧＯ与ＳＰＥＥＫ基体界面处形成的酸碱３０离子对降低了复合膜的溶胀率和飢离子渗透率，保持了较高质子传导率。在－，２ｍＡｃｍｗｔ％－电流密度下，含１ＰＰＤＧＯ的ＳＰＥＥＫ复合膜展现了良好的

6、综合性９６９％Ｖ９１８２８％Ｖ６６８）能，单电池的库伦效率（．Ｓ％）和能量效率（．Ｓ．％均高ａｆｉｏｎＳＰＥＥＫ／ＰＰＤ－－于Ｎ１１７膜。经３００次充放电循环测试，ＧＯ１膜具有良好的耐酸性和化学稳定性。４４－二二ＯＤＡ和苯胺采用，氨基苯離（ＡＮ）对ＧＯ进行了化学修饰，制备（）－了含氮量３０４％）ＡＮ－ＧＯ）ＳＰＥＥＫ（．的氨基化石墨賺（ＯＤＡ，与共混制备了ＳＰＥＥＫ／ＯＤＡ－ＡＮ－ＧＯ复合膜，，。研究表明复合膜中氨基含量的増加复合膜的酸碱离子对作用增强，提高了复合膜的质子传导率。经３００次单电池循环，电

7、２－ＡＮ－池的库伦效率巧能量效率保持稳定Ｗ１％ＯＤＡＧＯ含量时ＳＰＥＥＫ复合膜，表现出良好的综合电池性能。－，关键词：氨基化石墨婦，橫化聚離酸丽，全轨液流电池，酸碱离子对质子交换膜？＼■Ａｂｓｔｒａｃｔ－ｖａｎａｄＡｌｌｉｕｍｒｅｄｏｘｆｌｏｗｂａｔｅｒｙｈａｓｂｅｅｎｔｈｅｂｅｓｔｃｈｏｉｃｅｏｆｅｎｅｒｓｔｏｒａｅｇｙｇｓｓｔｅｍｉｈ－ｄｉｈａｉｌｉｌｉ技ｄｕｅｔｏｔｈｅａｄｖａｎｔａｅｓｏｆｈｃｈａｒｅｓｃｒｅｅｆｉｃｅｎｃｙｏｎｓｅｒｖｃｅｙｇｇｇｇ，ｇ，ｇｒｅ

8、ｅ打ｓａｆｅｔｙａｎｄｌｏｗｐｒｉｃｅ．Ｔｈｅｐｒｏ拍。ｅｘｃｈａｎｇｅｍｅｍｂ