导读:本文包含了质子传导论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:多孔质,纳米孔径,钒电池,储能技术
质子传导论文文献综述
[1]（2019）在《我刊编委王保国教授团队已研发出“纳米孔径多孔质子传导膜”》一文中研究指出现如今人们的生活几乎离不开电,夜晚需要电灯照明,办公需要电脑,聊天需要电话、游戏机休闲……可以说电力已经代表21世纪必须能源了.然而,传统的化石能源发电,产生大量污染物排放,引起严重环境危机.人们积极发展清洁能源发电,主要是风力发电和太阳能发电,但是大家都知道风力一会快一会慢,太阳能发电会有云彩飘过而波动,同时晚上不能用太阳能发电,如何保证电力系统的稳定呢?(本文来源于《膜科学与技术》期刊2019年04期）
王福丽[2]（2019）在《基于金属有机框架复合材料的制备及质子传导性能研究》一文中研究指出为应对当前的能源危机,质子交换膜燃料电池(PEMFC)逐渐成为人们研究的热点,而质子交换膜(PEM)是其核心部件之一。金属有机框架材料(MOFs)因高的比表面积、可调孔径、高的热稳定性和化学稳定性等特点使其在质子传导方面展现出极大的发展潜力。在MOFs中引入客体分子并与聚合物复合,不仅可以提升MOFs的导电能力,更为质子交换膜材料的发展拓宽思路。本论文,将质子载体杂多酸(PMoV_x)、Br?nsted酸(BA=HCl、H_2SO_4、H_3PO_4、CF_3SO_3H)和离子液体(ILs=DETA(Ac)_3、TETA(Ac)_4)通过后浸渍的策略复合到金属有机框架材料MIL-101和MOF-2中;将得到的复合材料PMoV_x@MIL-101、BA@MOF-2和ILs@MOF-2与聚合物PVA/PVP、CS掺杂,制备出一系列的复合膜PMoV_x@MIL-101/PVA/PVP-X、BA@MOF-2/CS-X和ILs@MOF-2/CS-X。对上述制备的材料进行了粉末X射线衍射、扫描电镜、热重和氮气吸脱附等测试后对质子传导性能和质子传导机理进行了研究,具体研究结果如下。上述复合材料的质子传导性能随温度和相对湿度的升高而增强,复合膜中的质子均以Grotthuss机理进行传导。其中(1)在98%RH、353 K条件下导电性能最好的为PMoV_2@MIL-101-11.2(6.31×10~(-3)Scm~(-1))和PMoV_2@MIL-101/PVA/PVP-30%(1.96?10~-33 S cm~(-1)),导电率分别比相同条件MIL-101(5.52×10~(-5)S cm~(-1))和PVA/PVP(2.11?10~-66 S cm~(-1))提高2~3个数量级。(2)在98%RH、338 K条件下导电性能最好的为CF_3SO_3H@MOF-2(3.47?10~(-3)S cm~(-1))和HCl@MOF-2/CS-10%(1.51?10~-33 S cm~(-1)),导电率分别比相同条件下MOF-2(2.85×10~(-5)S cm~(-1))和CS(4.64?10~-44 S cm~(-1))提高1~2个数量级。在23%RH、338 K条件下H_3PO_4@MOF-2/CS-6%的导电性能最好(1.12?10~-33 S cm~(-1)),与98%RH条件下的MOF-2和CS相比均有提高。(3)在98%RH、338 K条件下DETA(AC)_3@MOF-2和DETA(AC)_3@MOF-2/CS-4%导电率达到最高,分别为1.86?10~-33 S cm~(-1)和6.13?10~-33 S cm~(-1),比相同条件下MOF-2和CS的导电率分别提高1~2个数量级。(本文来源于《哈尔滨师范大学》期刊2019-06-01）
王颖锋,李凯,李水荣,王夺,叶跃元[3]（2019）在《用于质子交换膜燃料电池的高温无机质子传导材料研究进展》一文中研究指出质子交换膜是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的核心部件,其主要作用是传导质子。无机质子传导材料作为一种新型的质子传导介质,近年来逐渐引起了人们的关注。本文主要介绍了小分子磷酸、无机沸石材料、固体酸和无机氧化物陶瓷材料等几种高温无机质子传导材料,并对它们的性能和特点进行了评述。主要结论如下:小分子磷酸质子传导率高,但是容易泄露;无机沸石材料化学稳定性好,但质子传导率尚有提高的空间;无机氧化物陶瓷材料力学性能和化学温度性能均很好,但质子传导率相对较低;固体酸质子传导率优异,高温稳定性也好,是最有希望在PEMFC中获得推广应用的材料。(本文来源于《化工进展》期刊2019年05期）
李科[4]（2019）在《磺酸基团功能化MOFs的设计合成，晶体结构及质子传导性质研究》一文中研究指出在环境污染及能源短缺的大背景下,开发清洁能源得到了广泛的关注,质子交换膜燃料电池(PEMFC)因其具有比能量高、低污染、低噪音的优点,被认为是最有希望得到广泛应用的能源转换器件之一。其中质子交换膜是重要组成部分。质子传导膜性能的优劣直接关系着PEMFC的效率,所以对质子导电的机理研究变得十分重要,因为这可以帮助我们理解质子传导过程,指导实际应用中质子传导性能的优化。Nafion作为一种高分子材料,无定型的结构使其难以作为模型来认识研究质子传导过程,所以我们选择了晶态的金属有机骨架(MOFs)材料对质子传导的机理进行理解与研究。我们使用3,3’-二磺酸基-4,4’联苯二甲酸(简称BPDSDC)配体与铜离子形成具有磺酸基团修饰的一维孔道的MOF材料:化合物1:H_2[CuK_4(BPDSDC)_2]·x(solvent)。值得注意的是联苯配体配位过程中由于位阻效应发生了旋转,配体两侧的磺酸基团旋转到了同侧,使得配体内磺酸基团可以克服联苯配体的阻碍而发生相互作用,与吸附的溶剂水分子形成连续的氢键网络,从而得到高的质子传导性能,在45~oC及97%相对湿度的条件下达到了1.13×10~(-2) S cm~(-1)。同时25~oC水蒸气吸附测试及增湿降湿过程质子传导性能测试表明化合物1具有较强的保水能力,在环境湿度大幅下降时仍保有一定的质子传导性能。我们使用2-磺酸基对苯二甲酸(L1)以及哌嗪(L2)与铜配位合成了一例新颖的混合配体MOF,化合物2:[Cu_2(μ_3-O)(HL1)(L2)(H_2O)](DMF)(H_2O)_(0.5)(DMF=N,N’-二甲基甲酰胺),该MOF沿c轴方向具有磺酸基团修饰的一维孔道,但并未表现出较高的质子传导性能,我们认为可能是孔道中磺酸基团排布稀疏,磺酸基团难以与水分子形成连续氢键网络所致。而MOFs材料不仅可以官能化,同时也可以容纳大量的客体分子。为了提升该MOF的质子传导性能,我们向其中蒸入了质子载体咪唑(Im),测试结果表明蒸入咪唑后材料的质子传导性能提高了接近2个数量级,在60~oC及97%相对湿度下,复合材料的质子传导性能达到了2.66×10~-33 S·cm~(-1)。(本文来源于《东北师范大学》期刊2019-05-01）
孙雨萌[5]（2019）在《基于Keggin型多酸的有机胺衍生物合成及质子传导性能研究》一文中研究指出质子交换膜(PEM)是燃料电池的核心组成部件,研制和开发用于质子交换膜的高效质子传导材料已经引起科学家们的广泛关注。截至目前,人们普遍使用的全氟磺酸(Nafion)质子传导膜在75℃和100%RH条件下的质子传导率高达0.13 S cm~(-1);然而,高成本、环境风险限制了其应用,复杂的微观结构导致难以清晰展示结构和质子传导性能之间的关系。因此,探索低成本、具有高质子传导性的环境友好且能同时揭示其结构和质子传导性质的关系的PEM仍然是一个挑战。引入可提供移动质子的小功能客体分子来修饰多金属氧酸盐(POM)以获得结构简单并具有期望的质子传导性的结晶材料,为展示清晰质子传导过程以及结构和性质之间的关系提供了可能。在本文中,我们通过常规水溶液蒸发方法成功地培养了两种基于Keggin型多金属氧酸盐的超分子晶态质子导体(C_3N_6H_6)_4H_4[SiW_(12)O_(40)]·6H_2O(1)和(C_3N_6H_6)_3H_3[PW_(12)O_(40)](2)。化合物1和2中,质子化叁聚氰胺分别与[SiW_(12)O_(40)]~(4-)和[PW_(12)O_(40)]~(3-)通过氢键、范德华力和静电作用等超分子作用力构筑3D氢键网络。高度有序的结构和连续稳定的氢键网络可导致高的质子传导率。化合物1和2的质子传导率随着温度的升高而升高,在85℃和97%RH的条件下,分别可达到1.59×10~(-3) S cm~(-1)和4.76×10~(-2) S cm~(-1)。值得注意的是,虽然叁聚氰胺与相同构型的两种多酸相互作用且实验方法一致,合成的化合物2的氢键框架中没有结晶水参与,但1中有6个结晶水,结晶水会影响氢键网络的形成并改变湿度依赖性。不含结晶水的化合物2可以在高温和环境湿度下实现快速质子传导,在100℃和65%RH下,质子传导率可达到1.47×10~(-4) S cm~(-1)。(本文来源于《东北师范大学》期刊2019-05-01）
阎婷婷[6]（2019）在《系列多酸基稀土—氨基酸配位聚合物的构筑及其质子传导性能》一文中研究指出金属-有机框架或配位聚合物用作新型的质子导电材料备受关注;而且,具有富氧表面的多酸功能团簇若能通过键合作用被引入到上述体系,构筑成多酸基配位聚合物,已被证明对材料质子传导性能的提升是有利的。在本工作中,我们采用了一种简易的常规水溶液一步合成法,以廉价易得的原始材料—稀土盐、甘氨酸、Cr(NO_3)_3?9H_2O和Na_2MoO_4?2H_2O,成功制备出一系列多酸基稀土-氨基酸配位聚合物:[Ln(NH_3CH_2COO)_2(H_2O)_5][Cr(OH)_6Mo_6O_(18)]?10H_2O(Ln=Pr(1)、Nd(2)、Sm(3)、Eu(4)、Gd(5))(系列Ⅰ)及其La(6)、Ce(7)类似物(系列Ⅱ,未获得单晶结构)。另外,这一合成策略能在短时间内达到可观的产率,并且可实现目标产物的单相分离,因此其与传统MOFs质子导体的合成相比,具有成本低、流程简易、环境友好、可扩展制备、纯度高等诸多优势。一、化合物1-5(系列Ⅰ)之间互为异质同晶。其结构的显着特征是形成了沿着晶体学c轴方向的一维水簇,同时[Cr(OH)_6Mo_6O_(18)]~(3-)多阴离子层像“墙壁”一样堆积在一维水簇的两侧,由于其丰富的表面氧原子会与水簇上的晶格水分子形成氢键相互作用,促进晶格水分子的定向排列,从而成功构筑了该方向上的连续氢键网络。交流阻抗分析表明,该系列化合物(以Nd(2)为代表)的电导率在75°C、97%RH条件下达到了最高值—1.56×10~(-4) S cm~(-1)。二、化合物6-7(系列Ⅱ)之间也互为异质同晶,但与系列Ⅰ化合物并非同构。在与系列Ⅰ化合物类似的合成条件下,我们调控了多种可能的影响因素,遗憾的是均未能获悉系列Ⅱ的明确结构。但其IR光谱暗示系列Ⅰ与系列Ⅱ化合物的结构间存在相似性,可能是由于镧系收缩效应造成的配位方式的微调。交流阻抗分析表明,系列Ⅱ化合物(以La(6)为代表)的电导率在80°C、97%RH条件下达到了最高值—4.97×10~(-3) S cm~(-1),这一数值与已报道的高质子导电材料的传导率相当。(本文来源于《东北师范大学》期刊2019-05-01）
王葭翾[7]（2019）在《多酸基晶态材料的制备及其质子传导性能的研究》一文中研究指出在能源发展日异月新的今天,质子交换膜燃料电池(PEMFC)以启动速度快、工作温度低、能量转化率高而着名。质子交换膜是质子交换膜燃料电池的重要组成部分,膜的传导率决定了电池的性能,因此,发展新型高效的电解质膜是现阶段的主要任务。多金属氧酸盐(多酸),由于具有快速的电荷转移能力和较大的质子容量而被广泛应用于质子传导领域中。经过研究,我们发现Strandberg型多酸尺寸较小,电荷密度较大,能够与金属阳离子形成功能性金属有机化合物。我们将[P_2Mo_5O_(23)]~(6-)与钴离子配位,并使用胞嘧啶作为结构导向剂,用常温搅拌的方法合成了一种具有一维链状结构的晶态化合物Co_(1.5)(C_4H_6N_3O)_3[P_2Mo_5O_(23)]·8.5H_2O,并测试了其质子传导性能,结果显示,在98°C、97%RH下,该晶体的质子传导率为0.362 mS cm~(-1)。分析表明,胞嘧啶中的氮原子可以与水中的氢原子形成氢键,同理,水分子之间也可以形成大量的氢键,从而使其具有质子传导性能。该样品在不同温度区间具有不同的活化能与质子传导机理,通过对比高湿条件下的变温PXRD谱,说明在变温过程中晶体内部结构发生了变化,进而影响其质子传导性能。以多酸为基本结构的开放骨架,具有大量的亲核氧原子和负电荷,可以形成多维开放结构,进而为质子提供有效的传输通道。而镧系金属离子具有多种配位位点,可以灵活的与多酸配位进而形成较大孔径的多孔骨架结构。我们研究了两个基于[MnV_(13)O_(38)]~(7-)阴离子和Ln~(3+)阳离子的无机开放骨架化合物(H[Ln(H_2O)_4]_2[MnV_(13)O_(38)]·9NMP·17H_2O(Ln=Ce(1),La(2);NMP=N-methyl-2-pyrrolidone)),在相同的测试条件下,两者的质子传导性能相近,其最高质子传导率分别为4.68 mS cm~(-1)和3.46 mS cm~(-1)(均在61°C、97%RH条件下测得)。研究表明,这两个化合物具有高效质子传导性能的关键在于它们的叁维骨架为质子的运输提供了可靠的通道。(本文来源于《东北师范大学》期刊2019-05-01）
李萍[8]（2019）在《纳米纤维复合膜结构调控与垂直向质子传导特性强化》一文中研究指出质子交换膜燃料电池(Proton exchange membrane fuel cell,PEMFC)作为新型清洁能源技术的代表,可将燃料的化学能直接、高效地转化为电能。质子交换膜(PEM)是PEMFC的核心组件,质子需穿过PEM从阳极到达阴极以完成能量转化。静电纺丝技术制备的纤维具有高比表面积、高孔隙率、纳米级直径,被认为是一种良好的质子导体。同时,为满足低燃料渗透率,可在纤维间的微孔中填充高分子基质制备纳米纤维复合膜(Nanofibrous composite membrane,NFCM)。但由于纤维沿水平向取向,造成膜水平向传导率远高于垂直向传导率,质子传导存在严重的各向异性。而实际应用中垂直向质子传导率决定着燃料电池的性能。因此强化NFCM垂直向质子传递性能是实现高性能NFCM制备及其应用推广的关键。本论文围绕在膜垂直向构建高效质子传递通道和优化质子传递位点两个方面开展工作。首先通过制备多孔纤维,在纤维表面和内部造孔,并诱导质子传导基团沿孔壁富集,在膜垂直向形成低阻力传递通道;此外,将传导性的无机纳米填充物与聚合物混合纺丝,制备杂化纤维,增加纤维内部传递位点数量,连通垂直向传递死区,并考察多孔结构、孔壁基团排布、无机质子导体亲疏水性以及界面处酸碱对协同作用对垂直向质子传递性能和质子传递各向异性的影响。具体研究内容和主要结论概述如下:(1)多孔NFCM的制备及传递特性研究。首先采用离子液体(Ionic liquid,IL)软模板法制备多孔Nafion纤维,随后采用流延法在纤维间孔隙中填充碱性高分子基质壳聚糖(Chitosan,CS)后制备多孔NFCM。利用沿着孔壁形成的界面通道,沿着孔壁富集的-SO_3H以及Nafion纤维上的-SO_3H基团与CS上的–NH/–NH2在两相界面处形成的酸碱对,在膜垂直向形成高效质子传递通道,强化膜有水/无水条件下的垂直向质子传导率。结果表明:在90℃和100%RH以及120℃和0%RH条件下,相比于NFCM,多孔NFCM的垂直向质子传导率分别提高了3.2倍和2.7倍,同时,质子传递各向异性显着降低。(2)杂化NFCM的制备及传递特性研究。首先制备了两种尺寸为2-5 nm的量子点(QDs):亲水性的聚合物量子点(PQD)和疏水的氧化石墨烯量子点(GQD)。PQD上含有大量的–CO_2H和–NH–/–NH_2基团,而GQD上大部分官能团被碳化。随后将其分别与磺化聚醚醚酮(Sulfonated polyether ether ketone,SPEEK)混合纺丝,制备SPEEK/QDs杂化纤维,最后浇铸CS溶液制备杂化NFCM。研究发现,PQD与SPEEK链段上的-SO_3H基团产生强的相互作用,实现了无机质子导体PQD在纤维中的均匀分散且高填充,且在纤维与无机导体界面区域形成额外的传递通道。此外,PQD上的-NH-/-NH_2基团与SPEEK上的-SO_3H基团形成酸碱对,形成低阻质子传递位点,连通了纤维垂直向传递“死区”。结果显示,100%RH、90℃条件下,CS/SP/PQD-30%的垂直向传导率达到399 mS cm~(-1),较空白膜提升了224%。在120℃无水条件下,CS/SP/PQD-30%的垂直向和水平向传导率分别为451和525 mS cm~(-1),分别是空白膜的3.2和1.8倍,且质子传递各向异性从空白膜的2.11降低到1.16。(本文来源于《郑州大学》期刊2019-04-01）
赵国栋[9]（2019）在《基于纳米纤维的氨基酸簇构建及其质子传导行为研究》一文中研究指出质子交换膜燃料电池(PEMFC)是一种可以将化学能直接转化成电能的装置,具有绿色、高效、使用寿命长等优点,已经逐渐引起研究者的广泛关注。质子交换膜(PEM)作为PEMFC重要组成部分,其性能的优劣直接决定了PEMFC的使用性能的高低。目前,商业化的Nafion因生产成本高、高温条件下质子传导率低等限制了其广泛应用。研发性能更加优异的PEM已成为领域的研究热点。近年来利用纳米纤维比表面积高、长径比大以及表面结构易于修饰等特点来构建质子传递通道已经成为提高质子传导性能的重要方法。质子传递是生物体内普遍存在且意义重大的过程,嗜盐菌的视紫红质蛋白具有高效的光驱质子泵功能。研究表明,氨基酸残基是其实现质子高效传递的物质基础。受此启发,本论文提出基于纳米纤维的表面修饰,实现氨基酸有序富集,构建高效质子传递通道,从而提高质子传导性能。主要研究内容如下:利用Fmoc保护技术实现了纤维素纳米晶须(CWs)的氨基酸(AAs)表面固载(CW-AAs);与磺化聚砜(SPSF)溶液共混后,利用溶液浇铸法制备了SPSF/CW-AAs复合膜,研究了其结构与性能,结果表明CW-AAs的引入显着提高了复合膜的热稳定性、吸水性能及阻醇性能,且CW-AAs的引入有效提高了质子传导性能,SPSF/CW-Ser复合膜在80℃时的质子传导率可以达到0.234 S/cm,较SPSF提高了2倍。论文进一步利用溶液喷射纺丝技术制备了纤维素纳米纤维,经氨基酸表面修饰后通过液浸渍方法制备了SPSF-AAs复合膜。结果表明纤维素纳米纤维表面的氨基酸簇显着提高了复合膜的吸水率和质子传导率,同时复合膜的阻醇性能也得到明显提高,在80 ℃时,SPSF-Ser杂化膜的质子传导率可达0.264 S/cm。基于酸碱对可降低能垒、提高质子跳跃效率的理念,将聚丙烯腈纳米纤维水解获得酸性纳米纤维PAN-COOH,表面固载碱性氨基酸后制备了酸碱对增强纳米纤维复合膜SPSF/L-PAN。结果表明表面固载氨基酸的PAN-COOH纳米纤维的引入大幅提高了复合膜的吸水性能和质子传导性能。(本文来源于《天津工业大学》期刊2019-02-22）
邹丽飞[10]（2018）在《基于低对称性四齿羧酸配体构筑的铟和锌MOFs材料的吸附与质子传导性能研究》一文中研究指出金属有机骨架化合物(metal-organic frameworks,简称:MOFs),通常是由金属离子或金属簇(次级结构基元,简称:SBUs)与有机配体自组装而形成的。基于不同的合成方法,不同的金属离子(簇)和有机配体的自组装能够产生了大量具有丰富拓扑结构和永久孔隙的MOFs材料。由于MOFs材料的极高比表面积、高孔隙率和可调孔功能,使MOFs材料的研究课题从气体储存、分离、催化、药物缓释、发光,扩展到质子传导,甚至能量转换等。通过合理地选择金属源与有机配体,可以设计和构筑具有预期结构的MOFs材料,实现其结构的功能化,有效地提高材料的应用性能。本论文以硝酸铟和硝酸锌为金属源,在溶剂热条件下,分别与叁种低对称性的四齿羧酸有机配体2,2’,5,5’-偶氮苯四羧酸(2,5-H_4ABTC)、3,3’,5,5’-偶氮苯四羧酸(3,5-H_4ABTC)和3,3’,4,4’-联苯四羧酸(3,4-H_4BPTC)反应,成功地构筑了7个结构新颖的叁维MOFs材料。我们对所合成的化合物进行了单晶结构解析,并针对其结构特点进行了性质探索,主要包括它们在吸附(气体吸附与分离、有机染料的吸附与分离、碘的吸附与释放)及质子传导方面的应用。本论文的研究成果包含以下叁个方面:(1)以硝酸铟为金属源,分别与2,5-H_4ABTC和3,5-H_4ABTC有机配体自组装得到两个均具有[In(COO)_4]次级结构基元的MOFs材料1和2。通过比较少见的4+4策略,我们构筑了具有GIS拓扑结构的类沸石ZMOF材料1,其具有良好的热稳定性和化学稳定性。在273 K标准大气压下,化合物1对二氧化碳的吸附量高达129 cm~3 g~(-1),高于所有已报道的具有GIS拓扑结构的ZMOFs材料。此外,该材料对其他小分子气体也表现出较好的吸附能力,如甲烷、乙烷和丙烷。由于化合物1和2具有阴离子骨架结构和高的孔隙率等特点,我们对其分别进行了有机染料与碘的吸附性能测试,结果表明它们对小分子和非阴离子有机染料具有较好的吸附能力,并能够很好地从溶液中吸附与释放碘。(2)以硝酸锌为金属源,2,5-H_4ABTC为有机配体,分别在不含有/含有第二种混合配体的条件下,成功制备了四个具有不同次级结构基元的叁维MOFs材料3-6。化合物3是由2,5-ABTC~(4-)有机配体连接[Zn_7O_2(COO)_(12)]~(2-)次级结构基元组成的叁维骨架结构。将第二种配体1,2,4-叁氮唑引入反应体系中,得到了同时具有经典轮桨状[Zn_2(COO)_4]以及[Zn_2(triazole)_2(COO)_4]的两种SBUs的化合物4。通过2,5-ABTC~(4-)以及1,2,4-叁氮唑桥联两个双核锌簇SBUs,化合物4形成了一个具有4,6,6-连接的新拓扑结构。由于化合物3和4的孔隙特征,我们对其进行了气体吸附测试研究,结果表明它们不仅对小分子气体具有较好的吸附性能,而且对CO_2/CH_4、C_2H_6/CH_4和C_3H_8/CH_4混合气体表现出较好的分离效果。化合物5是由2,5-H_4ABTC和四氮唑两种混合配体与硝酸锌共同构筑的一个具有二重穿插、类沸石SOD拓扑结构的ZMOF材料。由于孔道尺寸限制,化合物5只能够吸附动力学直径小于其孔道尺寸的气体分子,比如二氧化碳分子,而不能吸附动力学直径较大的气体分子,如氮气、甲烷、乙烷和丙烷等,因此其具有显着地二氧化碳气体筛分效应。化合物6是由2,5-H_4ABTC和4,4,-联吡啶两种混合配体与硝酸锌共同构筑的一个具有二重穿插、单核锌次级结构基元的MOF材料。(3)通过硝酸锌和3,4-H_4BPTC有机配体的自组装,我们合成了一个具有质子传导性质的MOF材料7。该化合物通过3,4-H_4BPTC有机配体中的羧酸基团连接[Zn(COO)_4]次级结构基元和钾离子形成了一个叁维骨架结构。对化合物7的质子传导测试结果表明,在27 ~oC、98%相对湿度条件下,其质子传导率为8.4×10~(-3)S cm~(-1),高于很多已报道的MOFs材料。为了深入研究该材料的质子传导机理,我们成功地得到了化合物7·0.5H_2O的单晶结构,提出了可能的质子传导途径。由阿伦尼乌斯曲线得出化合物7的活化能为0.25 eV,表明其质子传导性质遵循Grotthuss机理。(本文来源于《吉林大学》期刊2018-12-01）
质子传导论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
为应对当前的能源危机,质子交换膜燃料电池(PEMFC)逐渐成为人们研究的热点,而质子交换膜(PEM)是其核心部件之一。金属有机框架材料(MOFs)因高的比表面积、可调孔径、高的热稳定性和化学稳定性等特点使其在质子传导方面展现出极大的发展潜力。在MOFs中引入客体分子并与聚合物复合,不仅可以提升MOFs的导电能力,更为质子交换膜材料的发展拓宽思路。本论文,将质子载体杂多酸(PMoV_x)、Br?nsted酸(BA=HCl、H_2SO_4、H_3PO_4、CF_3SO_3H)和离子液体(ILs=DETA(Ac)_3、TETA(Ac)_4)通过后浸渍的策略复合到金属有机框架材料MIL-101和MOF-2中;将得到的复合材料PMoV_x@MIL-101、BA@MOF-2和ILs@MOF-2与聚合物PVA/PVP、CS掺杂,制备出一系列的复合膜PMoV_x@MIL-101/PVA/PVP-X、BA@MOF-2/CS-X和ILs@MOF-2/CS-X。对上述制备的材料进行了粉末X射线衍射、扫描电镜、热重和氮气吸脱附等测试后对质子传导性能和质子传导机理进行了研究,具体研究结果如下。上述复合材料的质子传导性能随温度和相对湿度的升高而增强,复合膜中的质子均以Grotthuss机理进行传导。其中(1)在98%RH、353 K条件下导电性能最好的为PMoV_2@MIL-101-11.2(6.31×10~(-3)Scm~(-1))和PMoV_2@MIL-101/PVA/PVP-30%(1.96?10~-33 S cm~(-1)),导电率分别比相同条件MIL-101(5.52×10~(-5)S cm~(-1))和PVA/PVP(2.11?10~-66 S cm~(-1))提高2~3个数量级。(2)在98%RH、338 K条件下导电性能最好的为CF_3SO_3H@MOF-2(3.47?10~(-3)S cm~(-1))和HCl@MOF-2/CS-10%(1.51?10~-33 S cm~(-1)),导电率分别比相同条件下MOF-2(2.85×10~(-5)S cm~(-1))和CS(4.64?10~-44 S cm~(-1))提高1~2个数量级。在23%RH、338 K条件下H_3PO_4@MOF-2/CS-6%的导电性能最好(1.12?10~-33 S cm~(-1)),与98%RH条件下的MOF-2和CS相比均有提高。(3)在98%RH、338 K条件下DETA(AC)_3@MOF-2和DETA(AC)_3@MOF-2/CS-4%导电率达到最高,分别为1.86?10~-33 S cm~(-1)和6.13?10~-33 S cm~(-1),比相同条件下MOF-2和CS的导电率分别提高1~2个数量级。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
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