殷新波论文定稿.doc

嘉 应 学 院 本科毕业论文(设计) (2011届) 题 目： Nafion117膜的改性研究 姓 名： 殷新波 学 号： 2070326117 系 别： 化学与环境学院 专 业： 高分子材料与工程 指导教师： 杨金燕老师 申请学位： 理学学士学位 嘉 应 学 院 教 务 处 制 Nafion117膜的改性研究 摘要：直接甲醇燃料电池（DMFC）是近年来新开发的一类质子交换膜燃料电池，它的突出特点是甲醇来源丰富，易于存储，是具有极大应用潜力的质子交换膜燃料电池。Nafion膜在DMFC中具有广泛的应用，但是Nafion膜严重的甲醇渗透性能及昂贵的价格大大阻碍了DMFC的商业化进程。因此，为了实现DMFC的推广应用，开发新型的、具有阻醇性能的膜材料对质子交换膜燃料电池的发展具有重要意义。 本文用聚吡咯（PPy）对Nafion117膜进行了改性研究。采用原位化学聚合法，以0.5mol·L-1的FeCl3水溶液作引发剂，将吡咯单体聚合在Nafion117膜基体中，制备了不同的PPy/Nafion117复合膜。对复合膜和Nafion117膜进行了衰减全反射红外光谱（ATR）测试，复合膜的红外光谱图中出现明显聚吡咯的特征吸收峰，结果表明吡咯单体很好地聚合在Nafion117膜中。复合膜的溶胀率和含水率比Nafion117膜降低了，表明复合膜具有更好的尺寸稳定性和更强的憎水性能。热重测试(TG) 表明复合膜的热稳定性能提高了，PPy与基体Nafion117膜之间形成了致密的稳定结构。采用气相色谱法对复合膜进行了初步的甲醇渗透性能测试，结果表明复合膜具有明显的阻醇性能。 关键词：质子交换膜，PPy/Nafion117复合膜，甲醇渗透性能 Research on modification of Nafion117 membrane Abstract: Direct methanol fuel cell（DMFC）was a new kind of proton exchange membrane fuel cell which developed in recent years. The outstanding characteristics of it were that methanol source was rich and the storage was easy which made it possible to have an enormous commercial application potential. Nafion membrane was widely used in DMFC, but the expensive price and the high methanol permeability of Nafion membrane mostly restricted its commercial application process.So it was important to exploit a novel and low methanol penetration membrane for development of proton exchange membrane fuel cell. In this paper, Nafion117 membrane was modified by polymer pyrrole(PPy). Pyrrole monomer had been polymerized in Nafion117 membrane using 0.5 mol·L-1 FeCl3 solution as oxidant by an in situ chemical polymerization method and a series of PPy/Nafion117 composite membranes had been fabricated. ATR spectroscopy of the composite membrane indicated that the characteristic bands of PPy cou