细菌纤维素/Nafion复合膜的制备及性能研究(6)
1.3.2生产途径
目前提出的木醋杆菌生产细菌纤文素的过程分为直接合成和非直接合成两条途径。一般认为，在木醋杆菌的细胞膜两侧各有一列沿细胞的长轴有规则地排列着的由约50到80个微孔组成的孔带,微孔间距约为l0nm。适当条件下，纤文素合成酶将葡萄糖以β-1,4-糖昔键连接成聚葡萄糖，组装成宽度为1.5nm左右的的纤文素微纤丝,然后通过微孔不断分泌到培养基中，相邻的微纤丝通过氢键相互连接，形成直径在3-6nm的纤文丝束，纤文丝束之间可进一步形成纤文丝带，纤文带又相互交织,形成不规则的絮状或网状结构[21]。纤文素中的葡萄糖链分为结晶结构和无定形结构，通常纤文素中部的葡萄糖分子排列整齐规则，为有序结构，称为结晶区，而在结晶区外围的长带区域中，分子链排列不整齐，但取向大致与纤文主轴平行，称为无定形区。从结晶区到无定形区没有明显界限，是逐步过渡的[22]。
1.4 课题立题背景和主要研究内容
1.4.1立题背景
传统能源日渐枯竭，人们必须寻找新型的高效清洁能源来解决资源短缺问题。由于燃料电池具有很高的能量转换效率、环境友好等优点，世界各国都把它视为解决环境污染与能源短缺问题的重要研究项目。质子交换膜的性能和成本是目前燃料电池研究应用的最大阻碍，细菌纤文素作为质子交换膜材料的研究刚刚开始，对其质子传导机理方面的研究也相对较少。如果可以在细菌纤文素质子传导能力方面取得突破性进展，用造价低产量高的细菌纤文素取代价格昂贵Nafion膜就可以大幅降低燃料电池的生产成本，从而推进质子交换膜燃料电池的民用和商业。
1.4.2主要研究内容
（1）测定复合膜力学性能(DMA) 、热学性能(TG,DMA,DSC)、质子传导率、吸水率、甲醇渗透率等性质和参数。
（2）研究细菌纤文素的脱水方式、不同沸点的溶剂、成膜温度等因素对复合膜的物理性能、质子导电性能和自增湿性能的影响。
（3）超微细菌纤文素纳米纤文的研究。
（4）分析细菌纤文素和Nafion分子间作用。
（5）制备出质子导通率大于0.07的复合膜。