1.1.5 质子交换膜现状  

综上，我们可以看出，质子交换膜的应用前景非常的广阔。质子交换膜燃料电池的实质性的发展也得到了深入的研究。随着化石原料的过度使用，以及目前环境污染的进一步加重，无污染，能量转化率高的燃料电池作为新一代的环保无污染的重要的清洁能源的发电技术具有重要的使用价值而成为发展速度最快的一种电池，因此，制备综合性能优异的质子交换膜成为目前研究的重点从而得到了广泛的应用。目前，质子交换膜燃料电池（PEMFC）可携带的微型电源和小型移动电源在移动的设备和大型建筑的电源方面成为主要发展趋势。质子交换膜燃料电池作为大功率发电系统其效率高、动力大的优点决定了采用质子交换膜燃料电池发电，能大大提高重要装备及建筑电气系统的供电可能性，可极大的提高建筑物的智能化程度，同时也可以起到节能水平和环保的效益。但是，在保证质子交换膜使用性的前提下，如何有效地提高综合的优异性能使得适应当今时代广泛的发展在目前的研究中报道的还不是很多。

1.2 质子交换膜中的杂萘酮结构来`自^751论*文-网www.751com.cn

1.2.1质子交换膜中杂萘酮结构简要介绍

磺化芳香族质子交换膜作为质子交换膜研究的重点，其甲醇渗透的渗透作用低、热稳定性能又很高 [14]。目前，磺化聚芳醚[15-17]、磺化聚亚芳基醚砜[18-22]、磺化聚酰亚胺[23]、磺化聚芳（硫）醚氧膦[24]、磺化聚苯并咪唑[25]等大量的磺化芳香聚合物，既表现出了机械性能优良，稳定性良好等较好的性能优势，但也存在当高温的聚合物膜的离子交换容量较高时，膜的溶胀率也会变得很大，从而导致了膜的力学性能降低，失去使用价值[26]的缺点。而含二氮杂萘酮结构的聚合物，其二氮杂萘酮上的羰基基团与磺酸基团的氢原子之间可以形成氢键交联作用[27-28]，使制备的质子交换膜材料具有很低的溶胀率，从而克服了高磺化度聚芳醚酮（砜）溶胀率较大的缺点，因此受到了广泛的研究。

含二氮杂萘酮结构的聚芳醚是无氟高聚物，它的生产工艺环境相对友好，无污染物产生，可以避免像Nafion膜等全氟磺酸类质子交换膜在生产过程中所带来的一系列的氟污染。同时，含二氮杂萘酮结构的聚芳醚的生产原料价格廉价而且获取方便，通过一系列的改性手段可以获得成本比Nafion膜等全氟质子交换膜更加便宜、操作温度更高、电池性能更为理想的质子交换膜。

Wu[29]等研究人员发现了磺酸基团和二氮杂萘酮之间的氢键作用力并通过核磁共振谱图对实验进行了分析研究