基于全氟磺酸树脂改性的高温质子交换膜的研究的任务书.docx

基于全氟磺酸树脂改性的高温质子交换膜的研究的任务书
任务书
一、任务背景和意义
高温质子交换膜是一种在高温、高压、高酸性环境下具有良好质子传输性能的材料，广泛应用于燃料电池、电解水制氢等领域。但传统的高温质子交换膜存在许多问题，如耐久性低、成本高等，难以满足实际需求。
目前，许多学者通过改性聚合物、添加掺杂物等方法来改善高温质子交换膜的性能，其中全氟磺酸树脂被广泛应用于高温质子交换膜的改性中。
因此，本研究旨在基于全氟磺酸树脂改性高温质子交换膜，探究改性后高温质子交换膜的质子传输性能、耐久性等方面的变化，以提供一种性能更优异、成本更低的高温质子交换膜。
二、研究内容
本研究主要内容如下：
1.采购原材料：全氟磺酸树脂、高温稳定聚合物及相关试剂。
2.制备高温质子交换膜：分别采用溶液浇铸法或热压法制备高温质子交换膜，并考察其制备条件对高温质子交换膜性能的影响。
3.全氟磺酸树脂改性高温质子交换膜：将全氟磺酸树脂和高温稳定聚合物按一定比例混合，并加入掺杂物制备全氟磺酸树脂改性高温质子交换膜。
4.测试高温质子交换膜性能：分别对改性前后的高温质子交换膜进行质子传输性能测试、耐久性测试及热稳定性测试等，并比较两者之间的差异。
5.对结果进行分析：分析测试结果，寻找影响高温质子交换膜性能的主要因素，并探究全氟磺酸树脂改性的机理。
6.总结与展望：总结本研究的成果和不足之处，并展望全氟磺酸树脂改性高温质子交换膜的应用前景。
三、研究方法
1.实验方法：本研究采用实验室制备高温质子交换膜并进行性能测试的方法。
2.测试仪器：质子交换膜测试仪、循环伏安仪、热重分析仪、红外光谱仪等。
3.数据处理：采用SPSS等统计软件对实验数据进行处理。
四、进度安排
本研究计划在1年内完成，进度安排如下：
第一季度：采购原材料，制备高温质子交换膜，并进行性能测试。
第二季度：对高温质子交换膜进行全氟磺酸树脂改性，并制备全氟磺酸树脂改性高温质子交换膜。
第三季度：对改性前后高温质子交换膜的性能进行测试，并进行数据分析。
第四季度：撰写毕业论文，总结与展望。
五、预期成果
1.制备并测试高温质子交换膜，明确其质子传输性能、耐久性、热稳定性等方面的特点。
2.通过全氟磺酸树脂改性，提高高温质子交换膜的性能。
3.明确改性机理，并寻找影响高温质子交换膜性能的主要因素。
4.探究全氟磺酸树脂改性高温质子交换膜的应用前景。
六、参考文献
[1]MuS,ChenL,LaiA,etal.Synthesisandcharacterizationofhighlyfluorinatedsulfonicacidnanofibermembraneforhigh-temperatureprotonexchangemembranefuelcells[J].JournalofPowerSources,2012,198:168-176.
[2]ZhangY,MaiZ,DuanY,etal.Highlystablefullyfluorinatedsulfonatedpoly(etheretherketone)asprotonexchangemembraneforfuelcells[J].JournalofMembraneScience,2015,488:149-155.
[3]WangB,LinJ,NaH,etal.PEMFCcompositemembranesbasedonpolysulfone-graftedsulfonatedpoly(aryleneetherketone)withNafionforhightemperatureandlowhumidityoperation[J].InternationalJournalofHydrogenEnergy,2015,40(29):8877-8887.