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本文首先以正硅酸乙酯(TEOS)为原料,通过溶胶凝胶法制备纳米二氧化硅(SiO2)。然后通过无皂核壳乳液聚合的方法,以纳米SiO2为核心,以水为溶剂,使用2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)及三种单体(α-甲基丙烯酸(MA)、丙烯酸丁酯(BA)、甲基丙烯酸甲酯(MMA))作为壳层聚合物的反应物,以过硫酸铵(APS)为引发剂,最终合成一种具有高效能的有机-无机复合含硅丙烯酸酯聚合物无皂核壳乳液。本文分别研究了在不同AMPS和SiO2含量条件下制备出的无皂核壳乳液的性质,并对乳液及其成膜后的结构性质进行表征,同时,对其作为直接甲醇燃料电池用质子交换膜的性能进行了表征,以期为环境友好型且质优价廉的质子交换膜的研究做一些努力和尝试。质子交换膜被视为直接甲醇燃料电池的核心部件之一,是近年来燃料电池膜研究的一个热点问题,而用来制备质子交换膜的材料除了传统的全氟磺酸型质子交换膜、部分含氟磺化质子交换膜、非氟磺化质子交换膜外,兼具有机和无机材料二者优良特性的复合型质子交换膜也越来越受到研究者们的广泛关注。本文正是出于这种考虑,希望能在制备一种用于质子交换膜的环境友好型高效能有机-无机聚合物膜方面做一些努力和贡献。本研究的主要内容有:(1)利用无皂乳液聚合法制备了具有不同AMPS含量的有机-无机复合含硅丙烯酸酯聚合物核壳乳液,并通过红外分析(FTIR)、粒度分布、热重分析(TGA)、透射电镜(TEM)、吸水率、甲醇吸收、甲醇渗透性和质子传导率等对有机-无机聚合物复合膜的结构及性质进行了表征;(2)利用无皂乳液聚合法制备了具有不同SiO2含量的有机-无机复合含硅丙烯酸酯聚合物核壳乳液,并利用多种方法对其结构及性质进行了一系列的表征测试。实验结果表明,制备的有机-无机复合含硅丙烯酸酯聚合物膜在热稳定性、阻醇性能以及选择性上均展现出了较好的特性。本研究合成的环境友好型高效能含硅无皂乳液膜材料在直接甲醇燃料电池中具有很好的应用前景。