3.4  DSC差示扫描量热分析 13 

3.5  离子交换容量IEC分析 14                    

3.6  导电性能分析 15                             

3.7  耐氧化性能分析 15 

3.8  吸水率，溶胀率分析 16

4  全文总结 17                                                                                                                

致谢 19

参考文献 21                                                              

1  绪论

1.1 PEM质子交换膜

1.1.1 质子交换膜简介

质子交换膜燃料电池（PEMFC）作为一种清洁无污染的绿色能源因其优秀的商业价值受到了广泛的关注[1]。目前，质子交换膜主要应用于燃料电池当中。质子交换膜（PEM）如同人体中的心脏部位，对电池性能起着非常关键的作用，成为了质子交换膜燃料电池（如图1.1）的首要核心部件[2]。它不仅能传导质子，还具有阻隔电极阴阳极的作用[3]，同时论文网，也可用在电极中充当反应介质并作为载体催化剂[4-5]。质子交换膜燃料电池由氢燃料发生氧化的场所的阳极，氧化剂为还原的场所的阴极和质子交换膜三者所组成[6]。质子交换膜可以作为介质来传递H+，作为物质的屏障，允许H+从中通过，而其他物质不允许顺利通过。

图1.1 PEMFC的结构示意图

1.1.2 质子交换膜分类

目前情况下，质子交换膜主要有全氟磺酸类的质子交换膜、部分含氟的质子交换膜和非氟磺酸类质子交换膜三种类型。它们当中，全氟磺酸类的质子交换膜应用的最为广泛，主要代表性的就是Nafion膜，由美国杜邦公司制造[7]。全氟磺酸质子交换膜的组成结构主要是由碳氟骨架主链和带有吸水性能的磺酸基团的支链。Nafion膜的化学稳定性在众多质子交换膜中优势明显、在高湿度的情况下质子电导率高同比较高、机械强度性能好。但同时也有很多不足的地方，比如合成成本与其他类型相比高很多，在高温低湿度的情况条件下质子导电率却突然下降、而且与大多数相比甲醇透过的概率较高等。同时，由于目前全球都在倡导绿色无污染的绿色化学想法，氟污染问题也大大限制了它的商业应用。这些缺点使得该类膜在燃料电池中的使用受到非常大的限制。而部分含氟质子交换膜和非氟磺酸质子交换膜成本相对较低，同时性能稳定，成为目前的主要期望研究方向。因此，寻找合适的方法对质子交换膜的改性研究以及开发综合性能优异的质子交换膜，成为了目前阶段质子交换膜研究的重中之重。

1.1.3（PEMFC）质子交换膜燃料电池的发展

质子交换膜燃料电池现如今作为汽油内燃机动力最具竞争力的清洁取代动力源，其能量转换率高、可加工性能极其良好，同时加工成本同比也相对较低，无论是在传导率方面还是稳定性，渗透性方面综合性能都很优异。因此无论是作为交通运输的动力源还是固定电站的电力源，其应用前景都非常良好，其重要作用如下：