本文主要研究内容
作者刘百玲（2019）在《基于铋氧簇复合材料的设计合成及其质子导体性能研究》一文中研究指出：质子交换膜燃料电池（PEMFC）作为一种新型清洁能源发电设备,具有能量转换效率高、零污染等特点,因此在能源领域占据着至关重要的地位。质子交换膜是燃料电池的核心部件之一,其质子传导率的优异程度决定着燃料电池的输出功率。研究发现,开发新型具有高效传导性能的本征质子导体材料以替代商业化Nafion膜,使其在燃料电池装置中大规模应用是一项重大挑战。为此,以传统多酸材料为导向,构筑连续的质子传导路径和选择合适的质子载体是实现高效质子传导的基础。本论文选用和传统多酸分子具有类似结构的铋氧簇为研究主体,利用铋氧簇阳离子的特征,与不同阴离子复合,形成不同类型的质子导体,探究其结构对质子传导性能的影响。1.利用铋氧簇大阳离子{H6Bi12O16}和多金属氧簇大阴离子(PW12O403-)的相互作用,制备了一种新型的多孔离子型纳米晶无机质子导体。该离子晶体为质子的快速传输提供了“灵活”的多质子通道。杂多阴离子同时作为质子载体和亲水位点,能够提高材料的质子电导率。同时正电荷的铋氧簇可以通过与亲水性阴离子平衡,有效地抑制多酸阴离子在高相对湿度下的流失。2.利用植酸阴离子的调控诱导硝酸铋水解生成层状化合物,探究质子载体的浓度及本征质子导体结构对质子传导性能的影响。3.利用亲水性铋氧簇阳离子纳米晶体{H6Bi12O16}与亲水性氧化石墨烯相互作用,采用真空辅助自组装的方法制备了一种高效的质子传导材料—{H6Bi12O16}/GO纳米复合膜。{H6Bi12O16}/GO能够实现质子传导性和甲醇渗透性之间的平衡,同时显示出对过氧化氢较高的催化分解能力,以及快速的湿度响应和恢复特性,并在较宽的温度范围内（-4090℃）表现出了高效的质子传导性能。4.铋氧簇在分子水平杂化修饰在Nafion的离子纳米通道中,制备出了Nafion-{H6Bi12O16}杂化膜。铋氧簇{H6Bi12O16}由于其合适的结构尺寸,在溶液中选择性地与Nafion亲水链相互作用从而维持了Nafion杂化膜的微观相分离结构。适量的亲水性{H6Bi12O16}主要分布在离子纳米相,而过量的{H6Bi12O16}主要分布于骨架纳米相中,填充剂精确的分布对膜的微观结构和性能产生了不同的效应。离子纳米相中的{H6Bi12O16}可以作为增加质子传导的位点,提高质子传输亲水性能,同时不会失去机械稳定性。铋氧簇{H6Bi12O16}与Nafion膜的磺酸基团-SO3H之间的静电或氢键相互作用是构建连续的质子传输通道的主要作用力。杂化膜界面处通道的物理、化学微环境协同优化产生贯通的连续传输路径,即一个水分子能够与多个S-OH,或Bi-O-H…OH形成氢键,导致氢键网络中O-O距离缩短,致使质子传递能垒降低,显著提升了质子的传递效率和甲醇燃料电池的输出功率。因此,分子水平杂化技术具有显著的提高工艺效率和成本节约的前景。
Abstract
zhi zi jiao huan mo ran liao dian chi （PEMFC）zuo wei yi chong xin xing qing jie neng yuan fa dian she bei ,ju you neng liang zhuai huan xiao lv gao 、ling wu ran deng te dian ,yin ci zai neng yuan ling yu zhan ju zhao zhi guan chong yao de de wei 。zhi zi jiao huan mo shi ran liao dian chi de he xin bu jian zhi yi ,ji zhi zi chuan dao lv de you yi cheng du jue ding zhao ran liao dian chi de shu chu gong lv 。yan jiu fa xian ,kai fa xin xing ju you gao xiao chuan dao xing neng de ben zheng zhi zi dao ti cai liao yi ti dai shang ye hua Nafionmo ,shi ji zai ran liao dian chi zhuang zhi zhong da gui mo ying yong shi yi xiang chong da tiao zhan 。wei ci ,yi chuan tong duo suan cai liao wei dao xiang ,gou zhu lian xu de zhi zi chuan dao lu jing he shua ze ge kuo de zhi zi zai ti shi shi xian gao xiao zhi zi chuan dao de ji chu 。ben lun wen shua yong he chuan tong duo suan fen zi ju you lei shi jie gou de bi yang cu wei yan jiu zhu ti ,li yong bi yang cu yang li zi de te zheng ,yu bu tong yin li zi fu ge ,xing cheng bu tong lei xing de zhi zi dao ti ,tan jiu ji jie gou dui zhi zi chuan dao xing neng de ying xiang 。1.li yong bi yang cu da yang li zi {H6Bi12O16}he duo jin shu yang cu da yin li zi (PW12O403-)de xiang hu zuo yong ,zhi bei le yi chong xin xing de duo kong li zi xing na mi jing mo ji zhi zi dao ti 。gai li zi jing ti wei zhi zi de kuai su chuan shu di gong le “ling huo ”de duo zhi zi tong dao 。za duo yin li zi tong shi zuo wei zhi zi zai ti he qin shui wei dian ,neng gou di gao cai liao de zhi zi dian dao lv 。tong shi zheng dian he de bi yang cu ke yi tong guo yu qin shui xing yin li zi ping heng ,you xiao de yi zhi duo suan yin li zi zai gao xiang dui shi du xia de liu shi 。2.li yong zhi suan yin li zi de diao kong you dao xiao suan bi shui jie sheng cheng ceng zhuang hua ge wu ,tan jiu zhi zi zai ti de nong du ji ben zheng zhi zi dao ti jie gou dui zhi zi chuan dao xing neng de ying xiang 。3.li yong qin shui xing bi yang cu yang li zi na mi jing ti {H6Bi12O16}yu qin shui xing yang hua dan mo xi xiang hu zuo yong ,cai yong zhen kong fu zhu zi zu zhuang de fang fa zhi bei le yi chong gao xiao de zhi zi chuan dao cai liao —{H6Bi12O16}/GOna mi fu ge mo 。{H6Bi12O16}/GOneng gou shi xian zhi zi chuan dao xing he jia chun shen tou xing zhi jian de ping heng ,tong shi xian shi chu dui guo yang hua qing jiao gao de cui hua fen jie neng li ,yi ji kuai su de shi du xiang ying he hui fu te xing ,bing zai jiao kuan de wen du fan wei nei （-4090℃）biao xian chu le gao xiao de zhi zi chuan dao xing neng 。4.bi yang cu zai fen zi shui ping za hua xiu shi zai Nafionde li zi na mi tong dao zhong ,zhi bei chu le Nafion-{H6Bi12O16}za hua mo 。bi yang cu {H6Bi12O16}you yu ji ge kuo de jie gou che cun ,zai rong ye zhong shua ze xing de yu Nafionqin shui lian xiang hu zuo yong cong er wei chi le Nafionza hua mo de wei guan xiang fen li jie gou 。kuo liang de qin shui xing {H6Bi12O16}zhu yao fen bu zai li zi na mi xiang ,er guo liang de {H6Bi12O16}zhu yao fen bu yu gu jia na mi xiang zhong ,tian chong ji jing que de fen bu dui mo de wei guan jie gou he xing neng chan sheng le bu tong de xiao ying 。li zi na mi xiang zhong de {H6Bi12O16}ke yi zuo wei zeng jia zhi zi chuan dao de wei dian ,di gao zhi zi chuan shu qin shui xing neng ,tong shi bu hui shi qu ji xie wen ding xing 。bi yang cu {H6Bi12O16}yu Nafionmo de huang suan ji tuan -SO3Hzhi jian de jing dian huo qing jian xiang hu zuo yong shi gou jian lian xu de zhi zi chuan shu tong dao de zhu yao zuo yong li 。za hua mo jie mian chu tong dao de wu li 、hua xue wei huan jing xie tong you hua chan sheng guan tong de lian xu chuan shu lu jing ,ji yi ge shui fen zi neng gou yu duo ge S-OH,huo Bi-O-H…OHxing cheng qing jian ,dao zhi qing jian wang lao zhong O-Oju li su duan ,zhi shi zhi zi chuan di neng lei jiang di ,xian zhe di sheng le zhi zi de chuan di xiao lv he jia chun ran liao dian chi de shu chu gong lv 。yin ci ,fen zi shui ping za hua ji shu ju you xian zhe de di gao gong yi xiao lv he cheng ben jie yao de qian jing 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自东北师范大学的刘百玲，发表于刊物东北师范大学2019-07-08论文，是一篇关于多酸论文,铋氧簇论文,复合材料论文,质子导体论文,燃料电池论文,东北师范大学2019-07-08论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自东北师范大学2019-07-08论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。