摘要
燃料电池因其高效清洁的优点，在近些年引起人们的广泛关注，取得了很大的进展。直接甲醇燃料电池(简称DMFC)以其高效、高能量密度、低排放和燃料储运及补充方便等特点被认为是适应未来能源和环境要求的理想动力源之一。质子交换膜是DMFC电池的核心部件，其性能的优劣直接影响着燃料电池的工作性能。因此，燃料电池用质子交换膜的开发无论是在膜科学技术，还是在国防、科技、能源、环境等方面都有十分重要的意义。目前，适用于DMFC电池的质子交换膜材料阻醇性能较差。甲醇透过问题不但造成了燃料的浪费，而且导致电池性能的下降。因此，制备具有较好阻醇性能的质子交换膜具有重要的理论和实际意义。 本文以聚苯乙烯为原料，以乙酰硫酸酯为磺化剂制得了具有不同磺化度的聚苯乙烯磺酸(PSSA)。探讨了磺化剂用量、反应温度、反应时闻、反应介质等因素对产物磺化度的影响，确定了磺化反应的最佳工艺条件。采用红外光谱对产物的结构进行了表征。 聚偏氟乙烯(PVDF)为碳氟主链的高聚物，具有良好的耐热性和化学稳定性，并具有较高的力学强度。本文以PVDF为支撑体，以PSSA为导离子物质，采用溶液共混法制备了PVDF/PSSA共混膜。利用扫描电子显微镜对共混膜的表面形态进行了表征；利用热分析仪对共混膜的热性能进行了研究；对共混膜的形体稳定性、吸水率、离子交换容量、阻醇性等性质进行了研究。通过上述研究优化了共混膜中PVDF与PSSA的比例。制得了表面具有微孔结构的PVDF/PSSA共混膜。 分别通过溶液共混法、溶胶-凝胶法及超声波自组装法将无机粒子TiO<,2>引入共混膜中，制备了PVDF/PSSA/TiO<,2>复合膜。对复合膜的表面形态、热性能、形体稳定性、吸水率、离子交换容量等性质进行了研究；采用气相色谱对三种方法制得的复合膜的阻醇性进行了研究，结果表明：TiO<,2>粒子的引入有利于提高共混膜的阻醇性，其中通过溶胶法制得的复合膜的阻醇效果最好。
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