1、堿性陰離子交換膜燃料電池(AAEMFC)具有比功率高、發(fā)電效率高、環(huán)境友好性的優(yōu)點，同時避免了質子交換膜燃料電池成本較高，甲醇透過率高的劣勢，而成為備受關注的新能源技術。
　　堿性陰離子交換膜(AAEM)是堿性陰離子交換膜燃料電池(AAEMFC)的核心部件，在電池運行過程中起著隔離陰陽兩極及傳遞氫氧根離子的作用。在AAEMFC中，要求AAEM具備良好的化學穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和較高的機械性能，并具有較高的離子傳導性能，以及較低的制作成

2、本。但AAEM的研究還不成熟，目前研究較廣的是季銨鹽型陰離子交換膜，該膜還存在以下方面的問題:(1)離子傳導率較低;(2)化學穩(wěn)定性差尤其是在較高溫度下;(3)機械強度差。這些不足嚴重影響了AAEMFC的廣泛商業(yè)化。因此，制備高性能的AAEM成為AAEMFC研究的重點之一。
　　基于以上問題，本論文旨在制備高電導率、高穩(wěn)定性、優(yōu)良力學性能，經濟環(huán)保的堿性陰離子交換膜。主要內容如下:
　　(1)采用高機械強度、高保濕性能、優(yōu)良

3、的熱穩(wěn)定性能，且分子中含有大量羥基的細菌纖維素膜為原材料，利用靜電紡絲技術制備了納米TiO2/BC復合纖維膜，采用XRD、SEM、XPS等對復合膜進行結構和形貌表征，并測試了復合纖維膜的含水率、孔隙率、機械強度和熱穩(wěn)定性等膜性能。結果顯示出:室溫下細菌纖維素溶液的質量濃度為1.3wt％-1.35 wt％，紡絲電壓為16-17 kV，紡絲距離為10-20 cm，紡絲速率為0.02-0.04ml/min，這種條件下制備的靜電紡絲膜納米纖維分

4、布均勻，且熱穩(wěn)定性較好。該膜的孔隙率隨TiO2添加量的增加先增大后減小，TiO2質量增加到0.03g/20ml紡絲溶液時，孔隙率最大為95.5％，膜的含水率隨TiO2含量的增加而降低。當TiO2添加量為0.05 g/20 ml紡絲溶液時，制備的復合膜的拉伸強度為13.88 MPa，斷裂伸長率為25.47％，表明膜的拉伸強度和斷裂伸長率足以滿足離子交換膜對應力的要求，并可作為陰離子交換膜基體材料。
　　(2)以3-氯-2-羥丙基三甲

5、基氯化銨(CHPTAC)為季胺化試劑，經過季胺化、堿化等反應，將季胺基團引入BC/TiO2復合膜中，成功制備出BC/TiO2/CHPTAC-OH堿性陰離子交換復合膜。同時為了防止電池運行過程中燃料的滲漏問題，采用PVA澆注復合膜，成功制備出TiO2/BC/CHPTAC-OH/PVA堿性陰離子交換復合膜。最后考察了接枝膜的取代度、吸水率、離子交換容量、溶脹率、膜的機械強度等膜性能。結果表明當堿與醚化劑的摩爾比為1.2∶1,反應時間為16h

6、時，制備的堿性膜取代度最高為1.16,含水率達到140％，離子交換容量最高接近于1mmol/g，與其他堿性膜相比，取代度和離子交換容量都有明顯的提高，同時TiO2/BC/CHPTAC堿性復合膜具有優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性。PVA的加入增加了復合膜的機械性能，當取代度達到最大時膜的拉伸強度最大為25.18MPa，斷裂伸長率最大為38.05％。同時復合膜離子電導率在80℃時最大為0.0093s/cm，初步表明TiO2/BC/CHPTAC-OH/PV