磺化聚酰亞胺共混膜的制備及其在全釩液流電池中的應(yīng)用.pdf

1、獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得云洼王些太堂或其他教育機(jī)構(gòu)的!學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：每)批簽字F1期：≯1))年另月，F(xiàn)1學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解丞洼王些太堂有關(guān)保宦i、使

2、用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)云洼王些太堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明)學(xué)位論文作者簽名：孑11爭∽己導(dǎo)師簽名：簽字二1期：如l弓年弓月r11簽字H期：摘要全釩氧化還原液流電池(釩電池)是一種新型環(huán)保儲能設(shè)備，它具有壽命長、充放電速率快、成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。隔膜作為釩電池的關(guān)

3、鍵組成部分，其性能的優(yōu)劣和成本的高低制約著釩電池的發(fā)展。水文旨在開發(fā)一種可用于釩電池的綜合性能優(yōu)異的聚酰弧胺(P1)膜材料，為釩電池隔膜的發(fā)展提供新的思路。分別采用低溫兩步法和高溫一步法合成了兩種二：元≥乓聚聚酰亞胺(ODPA—DMMDA，BTDA—DMMDA)和兩種三元共聚磺化聚酰亞胺(SPI)(ODPA—BDSA／MDA，BTDA—BDSA／MDA)。選取ODPA—BDSA／MDA(SPl!一1)作為離子傳輸膜材料，與另一種具有優(yōu)良

4、機(jī)械tl：fiEII化學(xué)穩(wěn)定性j的聚醚酰亞胺(PEI)共混制備五種4iI司SPI—l含量(10％，30％，50％，70％，90％)的SPI／PEl膜，考察其作為釩電池隔膜的基本性能，并與商用的Nationll7膜進(jìn)行對比。SEM照片顯示，所得SPI／PEI)匕混膜為致密膜，表面尢微孔缺陷。I—V曲線表明共混膜具有離一r選擇性，’叫‘優(yōu)先選擇傳輸離子半徑較小的離子，而對半徑較大的離了有一定flJl!H隔作用。拉伸性能測試表明在共混膜中摻雜

5、PEI可增加其抗張強(qiáng)度，并且強(qiáng)度隨PEI含量的增加而增大。此外，共混膜fljf吸水率(wU)、離子交換容量(IEC)和釩離子滲透率(P)均比Nafionl17膜小，而電Itl(AR)!J!IJ大于Nafionl17膜。并渣著SPI一1含量的增加，共混膜的WU、IEC和P均呈現(xiàn)增大的趨勢，而AR隨之減小。另外，共混膜在lMV02的硫酸溶液小表現(xiàn)出了非常良好的化學(xué)穩(wěn)定陀。以自制等濃度的v(1II)／V(IV)混合溶液為電解液，SPI／PEI

6、共混膜與Nationll7膜為隔膜組裝靜態(tài)釩單電池，存40mA／cm2電流密度下對電池進(jìn)行陋流充放電實(shí)驗，考察了共混膜的單電池性能。結(jié)果表明，低含量SPI—l(10％，30％，50％)的共混膜不適HJJ二釩電池隔膜；在相同測試條件下，SPI／PEI一70％不HSPI／PEI一90％共混膜組裝的電池其能量效率(EE)高于Nation117膜體系，兒EE(SPI／PEI一90％)略大于EE(SPI／PEI70％)。說明此種聚酰ⅥF胺共混膜在