第一章 绪论 1
引言 1
第一节 燃料电池介绍 2
一、简介 2
二、燃料电池发展历程 2
三、燃料电池分类、特点 3
四、燃料电池发展趋势 4
第二节 质子交换膜燃料电池介绍 5
一、质子交换膜燃料电池工作原理 5
二、质子交换膜燃料电池的优缺点 6
三、质子交换膜燃料电池的发展 7
四、质子交换膜燃料电池的应用实例 8
第三节 质子交换膜介绍 11
一、质子交换膜概述 11
二、PEMFC电池对质子交换膜的技术要求 11
三、全氟磺酸膜 12
四、改进的全氟磺酸型膜 15
五、非全氟化质子交换膜 21
六、非氟质子交换膜 21
七、嵌段聚合物在质子交换膜中的应用 32
八、PEMFC质子传导机理 48
第四节 研究内容 51
一、含有醚酮结构的磺化聚酰亚胺 51
二、纳米二氧化钛／SPEEK复合膜 52
三、嵌段型磺化聚芳醚类质子交换膜 52
参考文献 54
第二章 以亲核反应路线制备磺化聚酰亚胺 60
引言 60
第一节 含有醚酮结构的磺化聚酰亚胺的合成及表征 61
一、单体的合成 61
二、含有醚酮结构的磺化聚酰亚胺（SPEK-PI）的合成 66
参考文献 74
第三章 磺化聚酰亚胺质子交换膜性能研究 75
引言 75
第一节 表征技术与试验方法 76
一、力学性能 76
二、离子交换容量 76
三、吸水率 77
四、甲醇渗透性 77
五、膜的电性能测试 78
第二节 聚合物膜的性能研究 80
一、聚合物膜的制备 80
二、磺化聚酰亚胺质子交换膜的力学性能 80
三、磺化聚酰亚胺质子交换膜的离子交换容量 82
四、磺化聚酰亚胺质子交换膜的吸水性 83
五、磺化聚酰亚胺质子交换膜的甲醇渗透性 85
六、磺化聚酰亚胺质子交换膜的质子传导性能 87
参考文献 90
第四章 纳米二氧化钛／磺化聚醚醚酮复合质子交换膜的研究 91
引言 91
第一节 复合膜的合成 93
一、膜性能表征手段 93
二、磺化聚醚醚酮的制备 93
三、纳米二氧化钛溶胶的制备 95
四、纳米二氧化钛／SPEEK复合膜的制备 97
五、纳米二氧化钛／SPEEK复合膜复合膜的红外表征 97
六、纳米二氧化钛／SPEEK复合膜的微观形貌 98
第二节 复合膜的性能 98
一、纳米二氧化钛／SPEEK复合膜的机械性能 98
二、纳米二氧化钛／SPEEK复合膜的热性能 99
三、纳米二氧化钛／SPEEK复合膜的吸水率和离子交换容量 101
四、纳米二氧化钛／SPEEK复合膜的保水能力 103
五、纳米二氧化钛／SPEEK复合膜的甲醇渗透性 105
六、纳米二氧化钛／SPEEK复合膜的质子传导性 106
参考文献 108
第五章 嵌段型磺化聚芳醚酮的合成与表征 109
引言 109
第一节 无规型聚合物的合成与表征 109
第二节 氟封端聚芳醚酮齐聚物（TMK）的合成与表征 110
第三节 嵌段聚合物的合成与表征 114
第四节 嵌段聚合物的热性能 118
参考文献 121
第六章 嵌段型磺化聚芳醚酮膜的微观形态与性能研究 122
引言 122
第一节 嵌段聚合物膜的TEM研究 123
第二节 聚合物膜的小角X射线散射研究 125
一、引言 125
二、嵌段与无规磺化聚芳醚酮聚合物的SAXS比较 126
三、嵌段聚芳醚酮聚合物的SAXS分析 128
四、嵌段聚芳醚酮聚合物SAXS曲线的Porod分析 132
第三节 嵌段SPAEK聚合物膜的基本性能 133
参考文献 139